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- ¿Cómo se filtra el agua que ingresa al pozo?
Para evitar que las partículas finas que forman parte del suelo penetren dentro del pozoarrastradas por el agua, debe ser filtrada mediante una capa de grava que se colocaentre la pared del pozo y el entubado. Este proceso de colocar la grava dentro del pozo,se llama engravado.
El ingreso de las partículas finas al interior del entubado puede generar los siguientesinconvenientes:
• Turbidez del agua: Las partículas finas enturbian el agua, desmejorando la calidadde la misma.
• Daños a la bomba: Los sedimentos penetran dentro de la bomba y puedentrancarla, o producir el rápido desgaste de los elementos móviles de la misma(eje y rotores).
- ¿Qué pasa cuando la bomba comienza a sacar un determinado caudal delpozo?
Cuando se extrae el agua del interior del pozo el nivel dentro de éste (Nivel Dinámico),comienza a bajar más rápidamente que nivel del agua que está fuera del pozo, en losporos del suelo a su alrededor, generando una diferencia de altura “H” entre el nivelestático y el nivel dinámico.
En estas condiciones, cuando el agua empieza a correr hacia el pozo la superficie delnivel dinámico, que inicialmente era plana y horizontal, adopta la forma de un embudo,teniendo su punto más bajo en el pozo.
Figura 24. Nivel dinámico después del bombeo
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Entonces, cuando el agua dentro del pozo desciende, el agua que está en los poros delsuelo alrededor del pozo, comienza a correr hacia el interior del pozo empujada por estadiferencia de altura “H”. Como habíamos visto antes, a esta diferencia de niveles lellamamos carga hidráulica.
- ¿De qué depende el caudal que ingresa al pozo (Qa)?
Respuesta:
1. Depende de las condiciones naturales del subsuelo que permitan una mayor omenor facilidad con que el agua pueda desplazarse entre las partículas del mismo;también depende de la buena construcción del pozo, por ejemplo, la cantidad yla correcta ubicación de los tubos filtros.
Es fácil ver que estos factores no pueden modificarse durante el proceso debombeo.
2. Existe otro factor, que puede variar durante el proceso de bombeo, y es el quepermite que el caudal de aporte Qa pueda ir aumentando; este factor es la cargahidráulica “H”. Debemos recordar que cuando mayor es la carga hidráulica,mayor es el caudal que circula.
Para comprender como funciona el pozo, supongamos que introducimos una bombadentro del pozo, y que vamos aumentando lentamente su caudal de bombeo Q
B, desde
un valor mínimo hasta un valor máximo.
Supongamos que comenzamos a bombear con un caudal mínimo, de manera que lascondiciones del subsuelo y los filtros permitan que el caudal de aporte Qa sea mayor oigual al caudal Q
B. En este caso apenas se generará un desnivel mínimo H que permitirá
que el agua circule desde el exterior del pozo hacia su interior; este desnivel mínimo semantendrá constante mientras que el Q
B sea menor o igual al Qa.
- Ahora, aumento poco a poco el Caudal de la Bomba. ¿Qué ocurrirá?
Respuesta:
Si aumentamos QB
de manera que el caudal que le sacamos al pozo sea mayor que elaporte, entonces comenzará a aumentar H.
- ¿Qué pasará entonces con el caudal de aporte QA?
Respuesta:
Como mencionamos anteriormente, al aumentar la carga hidráulica H el agua es“empujada” con más fuerza, entonces aumentará el caudal de aporte.
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a- ¿Podrá aumentar indefinidamente el Caudal de Aporte?
Respuesta:
Habíamos visto en nuestro ejemplo de la manguera, que ésta tenía una cierta capacidadque permitía el paso de un cierto caudal máximo y que, por más que aumentemos lacarga hidráulica, ese caudal se mantendrá constante. En el suelo ocurre lo mismo, existeun caudal máximo que las condiciones del suelo permiten circular, lo llamamos máximocaudal de aporte; y si el caudal de bombeo es mayor que él, el nivel dentro del pozoseguirá bajando hasta que llegará al fondo del pozo o hasta la bomba; entonces se sueledecir que el pozo se secó.
Aquí es importante aclarar que si bien el agua que estaba dentro del pozo se terminó, enel exterior hay agua que está tratando de llegar al pozo, y si detenemos el bombeoveremos que el nivel dentro del pozo, es decir el nivel dinámico, comienza a subir hastaque transcurrido un determinado tiempo alcanza nuevamente el nivel estático que teníaoriginalmente. Este tiempo en la prueba de bombeo se llama tiempo de recuperación.
Si reiniciáramos el proceso de bombeo, tantas veces como quisiéramos, este mismoproceso se repetiría.
- ¿Cómo podemos determinar cuál es el máximo caudal que puedeaportar nuestro pozo?
Ya sabemos que el caudal de aporte depende de la carga hidráulica H, o sea del niveldinámico, entonces debemos averiguar hasta que profundidad podemos permitir quedescienda el nivel dinámico. Antes que nada, debemos considerar el diseño del entubado.
Esto depende de los siguientes factores:
· Ubicación del primer tramo de filtros. Porque el nivel dinámico no debe de-scender por debajo de donde comienza el primer filtro. Existe alguna excepción,pero ella debe ser determinada por el especialista.
· Ubicación de la Bomba. Porque, para que la bomba pueda funcionarcorrectamente, el nivel de agua por encima de ella no debe ser menor que 5metros (sumergencia de la bomba).
Una vez determinada esta profundidad, que se llama Mínimo Nivel Dinámico deOperación, iniciamos la siguiente etapa, el bombeo.
Iniciamos el bombeo con la máxima capacidad de bombeo de la bomba. El nivel dinámicocomenzará a descender, y pueden ocurrir dos cosas:
1. Que el nivel dinámico se estabilice antes de llegar al Máximo Nivel Dinámico deOperación. Esto quiere decir que el caudal de aporte del pozo es mayor que elque está sacando la bomba.
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2. O puede ocurrir que el nivel dinámico está muy próximo a llegar al Máximo NivelDinámico de Operación. Entonces, en ese momento debemos ir disminuyendo elvalor de caudal de bombeo, y veremos que la velocidad de descenso del niveldinámico comienza a disminuir hasta que llegará un momento en que semantendrá en un mismo nivel, y próximo al Máximo Nivel Dinámico de Operación.Esto quiere decir que el caudal que se está sacando del pozo es igual al caudal deaporte. Entonces ese caudal de bombeo representa el máximo caudal que nuestropozo puede aportar.
MUY IMPORTANTE:
A veces el agua que le estamos sacando al pozo, no alcanza para satisfacer las necesidadesde la comunidad, entonces algunos vendedores de bombas dicen:
“Lo que pasa es que tu bomba es chica, tenemos que colocarle otra más grande”
CUIDADO!
Debemos saber primero, si el pozo va a soportar que le saquen un caudal mayor.
No se debe aumentar la potencia, o cambiar el modelo de la bomba sin haber consultadoa un profesional confiable que pueda recomendar cual es el equipo adecuado.
- ¿En qué consiste la prueba de bombeo?
Antes de responder esta pregunta es preciso aclarar que, tal como se indico al inicio deesta cartilla, los detalles técnicos del procedimiento y la interpretación de los datosregistrados durante la prueba de bombeo, están fuera del alcance del presente trabajo,pero daremos algunos conceptos que nos servirán para realizar, en caso de ser necesario,el control de nuestro pozo profundo y la verificación del funcionamiento de laelectrobomba de nuestra comunidad.
Dicho esto, la respuesta a la pregunta sería:
Consiste en bombear agua desde el interior del pozo, con un caudal igual al valor delcaudal de proyecto. El tiempo que debe durar la prueba de bombeo es de 24 horasseguidas
- ¿Para qué sirve la prueba de bombeo?
Respuesta:
Para averiguar los siguientes datos que son fundamentales para asegurar el buenfuncionamiento del sistema de agua potable de la Comunidad.
1. Verificar si el caudal que puede aportar el pozo es suficiente para satisfacer lademanda de agua del proyecto.
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a2. Determinar el nivel dinámico del pozo, para poder calcular la potencia que debetener la bomba.
3. Determinar el tiempo de recuperación del pozo
4. Establecer a que profundidad se debe ubicar el equipo de bombeo que proveeráde agua a nuestro sistema.
5. Comprobar cuales son las profundidades adecuadas para la instalación de lossensores de nivel.
- ¿Cómo se realiza la prueba de bombeo?
Medición del Nivel Estático
Una vez instalada la electrobomba en el interior del pozo y a la profundidad adecuada,antes de ponerla en marcha se mide el nivel estático del pozo, mediante una cintamétrica especial.
- ¿Qué capacidad de bombeo debe tener la bomba?
El caudal con que debe realizarse la prueba de bombeo está establecido en el proyectodel sistema.
- ¿Cómo se calcula el caudal?
Normalmente los profesionales utilizan un artefacto llamado caudalímetro, pero enestos proyectos podemos emplear un método más sencillo y empleando los elementosque tenemos en la comunidad.
El procedimiento es el siguiente: se coloca un recipiente cuyo volumen es conocido, unbalde por ejemplo, debajo del chorro de agua que sale del pozo, y con cronómetro o relojque pueda medir el tiempo en segundos, se mide en cuanto tiempo se llena el balde.Para calcular el caudal se debe emplear la siguiente fórmula:
Caudal (en Litros/hora) = 3.600 x Volumen / T
Volumen: es la capacidad del recipiente que se utiliza, medida en litrosT: es el tiempo que tarda en llenarse el recipiente, medido en segundos.
Supongamos que se utiliza un balde de 20 litros, y tardo 10 segundos en llenarse,entonces nuestro cálculo en este caso sería:
Caudal = 3.600 x 20 / 10 =Caudal = 72.000 / 10Caudal = 7.200 litros/hora
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Para facilitar el cálculo del caudal, se puede utilizar la siguiente tabla donde en la fila deabajo se indican los valores de los caudales en litros/hora para distintos tiempos dellenado de un balde de 20 litros, medidos en segundos.
Cuidado, esta tabla sirve solamente si se utiliza un balde de 20 litros para medir elvolumen.
Tabla 1. Caudal VS Tiempo de medición, con un balde de 20 litros
Si el tiempo transcurrido para llenar el balde de 20 litros, fue 10 segundos, el caudal es7.200 litros por hora.
Ejemplo 2Si el balde de 20 litros se llena en 15 segundos, el caudal es de 4.800 lts/h
Y así, esta tabla puede utilizarse para calcular caudales desde 12.000 lts/h, hasta 2.667 lts/h
- ¿Cómo se mide el nivel dinámico?
Se pone en marcha la bomba y se anotan las profundidades que va alcanzando el niveldinámico a medida que transcurre el tiempo. Estos tiempos están indicados en laplanilla de la prueba de bombeo correspondiente. Las mediciones se realizan durantelas 48 horas que dura la prueba de bombeo.
- ¿Cómo se determina el tiempo de recuperación del pozo?
Cuando se cumplen las 48 horas de bombeo se desconecta la bomba y el nivel dinámicocomienza a subir, entonces se van midiendo las profundidades cada cierto tiempo. Estostiempos también están indicados en la planilla de la prueba de bombeo.
Las mediciones finalizan cuando el nivel dinámico alcanza el 90 % de recuperación.
4. TABLERO DE MANDO
Este trabajo pretende solamente brindar las informaciones básicas para que el operadordel sistema pueda:
• Identificar los elementos básicos del tablero de mando.• Reconocer si alguno de ellos ha sido accionado, y tener así una idea de las posibles
causas que dieron lugar al accionamiento de la protección. No siempre podrá darun diagnóstico exacto del problema.
El objetivo principal es que pueda realizar trabajos de mantenimiento preventivo y encaso de fallas pueda solicitar ayuda al técnico responsable indicando los síntomas que sepresentan.
De ninguna manera pretende formar a un técnico electricista, ni capacitarlo para realizarcambios de elementos del tablero, menos aún manipular elementos o partes del tableroque estén energizadas.
Para lograr mayor comprensión de los lectores no habituados a los términos técnicos,los temas son tratados aquí, de manera conceptual y no técnica, incluyendo términostotalmente fuera de lo académico.
4.1 DESCRIPCIÓN DEL TABLERO DE MANDOS
Básicamente las funciones del tablero de mandos son dos:
• Permitir la conexión y desconexión del motor eléctrico a la red de energía eléctrica.• Proteger al motor ante la ocurrencia de distintos eventos que pudieran dañarlo
(sobretensiones, subtensiones, bombeo en vació, etc.)
Estas acciones son realizadas por los distintos elementos que componen el tablero decomandos, los cuales se instalan y conexionan entre sí dentro de una caja que puede serde metal o de PVC, la cual cumple la función de proteger a estos elementos de lasagresiones de la humedad, insectos, etc.
Podemos clasificar a los componentes del tablero en: Elementos de mando, Elementosde protección y Elementos de medición.
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CONTACTORES
El principio de funcionamiento de estos elementos está basadoen el magnetismo, y utilizando la fuerza magnética puedenmover ciertas piezas para conectar dos terminales y permitirasí el paso de la corriente; o pueden desconectar esos puntosimpidiendo el paso de la corriente.
La fotografía muestra un típico modelo de Contactor (partesuperior de la fotografía) y en la parte inferior de la mismapuede verse un relé térmico.
CAPACITORES
Básicamente un capacitor o condensador es un elemento capazde almacenar energía eléctrica y tenerla a disposición para serentregada en el momento que se la necesite.
Si conectamos los terminales de un condensador a lalínea de energía de 220 voltios, el se cargará,absorbiendo una cantidad de energía acorde con sucapacidad, también llamada capacitancia, que ennuestro caso se mide en microfaradios.
Si ponemos en contacto ambos terminales delcondensador veremos que se produce un chispazo yuna pequeña explosión, esto es porque el
condensador descargó la energía que tenía almacenada.
Para poder comprender cuál es la función del capacitor es necesario conocer funcionaun motor eléctrico.
- ¿Cómo funciona el motor eléctrico monofásico?
El motor tiene una bobina (bobina de trabajo) que cuando circula corriente por ella,genera un campo magnético que es el que produce la fuerza que hace girar al motor;pero ocurre que la corriente que circula no es constante pues varia su intensidad ysentido 50 veces en un segundo, esto hace que el motor no sepa para que lado girar. Lopodemos comprobar si quitamos el condensador a un motor monofásico y lo conectamosa la red eléctrica y lo prendemos; veremos que se produce un zumbido, pero el motor nogira, pero si le ayudamos con la mano a iniciar el movimiento, el continuará girandohasta que lo desconectemos nuevamente.
4.1.1 ELEMENTOS DE MANDO
Son dispositivos que permiten la conexión y desconexión del motor, entre los principalestenemos.
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a- ¿Qué pasaría si no le diéramos esa ayuda?
Aumentaría el consumo, la intensidad, aumentaría su temperatura y luego terminaríaquemándose.
El condensador es el que genera esa ayuda para que el motor inicie el giro hacia elsentido deseado.
En los motores monofásicos de más de 2 HP, la fuerza que debe hacer el motor en elinstante del arranque es muy grande, por lo tanto necesitan una fuerza adicional que lesayude a tomar impulso; esta fuerza es generada por otra bobina, llamada bobina dearranque, que es independiente de la bobina de trabajo y solamente funciona duranteunos pocos segundos en el momento en que se inicia el movimiento, y luego, cuando elmotor toma velocidad, la bobina debe desconectarse, pues sino la bobina de arranquese recalienta y se quema.
Esta bobina de arranque es mucho mas chica que la bobina de marcha y por lo tanto elcondensador de arranque también es de menor capacidad que el de trabajo.
Vemos que en los motores de potencias mayores a dos HP, tienen dos condensadores: Elcondensador de Arranque, y el Condensador de Trabajo.
Ahora bien, debe existir un mecanismo de control que permita la conexión y desconexiónde la bobina de arranque; y ese el relé voltímetro.
RELÉ VOLTÍMETRICO
Este elemento es utilizado para conectar y desconectar la bobina de arranque; tiene elmismo principio de funcionamiento que el Contactor, pero es mucho más pequeño; suprincipio de funcionamiento es el siguiente.
Recordemos, el motor no tiene la fuerza suficiente para iniciar el giro por sí mismo, seproduce un aumento del consumo de la corriente y cuando ella alcanza un valorpredeterminado, la bobina genera un campo magnético que hace pegar los contactos;luego, cuando el motor adquirió velocidad, disminuye la corriente, el campo magnéticodesaparece y se despegan los contactos.
4.1.2 ELEMENTOS DE PROTECCIÓN
La función de estos elementos es dejar fuera de servicio almotor, cortando la corriente, ante la ocurrencia de algún eventoque pudiera dañarlo. Como principales elementos de proteccióntenemos:
FUSIBLES
Son elementos conectados en serie con las fases del circuito.Su operación consiste en la fundición de un elemento conduc-tor de pequeña sección que, debido su alta resistencia, sufre un
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Los fusibles proporcionan una mejor protección contra las corrientes de corto circuito,pero son inadecuados como protección para sobrecargas, principalmente debido a quelos calibres son padronizados (2, 4, 6, 10A) para pequeñas sobrecargas de 1 a 2 veces lacorriente nominal, el tiempo de acción es muy largo pudiendo dañar el aislamiento delmotor.
En la fotografía puede verse un modelo de porta fusibles del tipo “a cuchillas”. Esteelemento usualmente está conectado a la entrada del tablero y es de gran utilidad paraevitar los daños que generan las descargas atmosféricas (rayos).
El sistema de protección funciona de la siguiente manera: cuando el operador estira lamanija, las cuchillas se abren y quedan separadas aproximadamente 10 cm entre sí,entonces no solamente se interrumpe la corriente, sino que, debido a esta importanteseparación, se evita también la “chispa” que podría producirse si la separación fuerapequeña como en el caso de las llaves térmicas.
Por eso siempre se recomienda a los operadores realizar esta maniobra de desconectarlos fusibles cuando existe la posibilidad de tormentas eléctricas.
Relé Térmico
Este elemento tiene una chapita que cuando hay un exceso deconsumo de corriente, se calienta y se deforma abriendo elcontacto, con lo cual se interrumpe el paso de la corriente. En lafotografía puede verse un tipo de relé comúnmente utilizado, yque va adosado al Contactor mediante las “patitas” que sepueden apreciar en la parte superior.
Descargadores de Sobretensión
Estos elementos, cuando se produce una sobrecarga de tensión derivan la corriente atierra, evitando que ella dañe los componentes del sistema. Este tipo de protección esmuy efectiva, pero tienen el inconveniente de que “se queman” cuando reciben unadescarga y en las comunidades aisladas resulta difícil realizar la reposición, debido a estono se recomienda su utilización.
Guarda Nivel
Este elemento de protección es para evitar que la bomba trabajeen seco, o sea para garantizar que la bomba funcione solamente siencima de ella hay la altura mínima de agua indicada por elfabricante, la que se conoce como sugerencia mínima.
En la fotografía se muestra un modelo común de guarda nivel.
calentamiento mayor que los demás conductores; así al producirse la fundición delelemento se interrumpe la circulación de corriente.
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aEl principio de accionamiento de este dispositivo, también es mediante una bobina quegenera un campo magnético cuando recibe corriente, y se desconecta cuando cesa elpaso de la corriente. Este elemento se ubica dentro del gabinete del tablero, el mecanismoque comanda el cierre o apertura del circuito está compuesto por tres electrodosubicados dentro del pozo tubular profundo.
En el guarda nivel existen dos contactos y ambos permanecen cerrados hasta que elnivel dinámico descienda por debajo de la SS; en ese instante se abre uno de los contactos,pero el otro permanece cerrado; cuando el nivel dinámico desciende por debajo de lasonda inferior, se abre el segundo contacto y desactiva al Contactor, produciéndose elcorte de energía.
El relé permanece con los contactos abiertos hasta que el nivel dinámico alcance a lasonda superior nuevamente
En la figura 25, se indica el esquema de funcionamiento, siendo:
ND: Nivel dinámico SS: Sonda superiorSI: Sonda inferior SR: Sonda de Referencia
Figura 25. Nivel dinámico después del bombeo
Relé falta de Fase
Dispositivo utilizado en caso de motores trifásicos. Detecta la ausencia de alguna de lasfases cortando inmediatamente la corriente para evitar daños del motor.
Arranque compensado Y-D
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Para motores con potencias mayores a 5 HP. Como estos requieren de gran intensidad almomento del arranque, con este dispositivo el arranque se realiza en 3 etapas de salidaal 60%, al 80% y al 100 %.
4.1.3 ELEMENTOS DE MEDICIÓN
Seguidamente se mencionan algunos de los elementos de uso común en los tableros.
Voltímetro
Mide la diferencia de potencial entre la fase y el neutro (voltios);el valor normal para motores monofásicos es de 220 V. En elcaso de motores trifásicos la diferencia de potencial es 380 V,entre fases.
Amperímetro
Mide la corriente en amperes. Da una referencia de la corrienteque fluye a través del motor, los valores normales dependen dela potencia de cada motor.
Horómetro
Este instrumento marca las horas de funcionamiento del motor.
¿Cómo se realiza la lectura?
En la foto, pueden apreciarse los siguientes números 00206 que están ubicados antes dela coma, ellos indican las horas y los números 5 y 3, que están ubicados después de lacoma, indican los minutos.
En este caso el horómetro está indicando que el equipo ha funcionado doscientas seishoras y cincuenta y tres minutos.
Además de estos dispositivos de medición, en la tapa del tablero se instalan normalmenteluces indicadoras.
En la fotografía puede verse la tapa de un tablero tipo utilizado normalmente en lossistemas rurales. Allí pueden apreciarse los distintos instrumentos de medición.
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aEn el caso de la fotografía se tiene:
Luz Roja: Indica que llega corriente al tablero.
Luz Verde: Indica que la bomba estáfuncionando normalmente.
Luz Amarilla: Indica que hubo una sobrecargatérmica, y que la protección ha operado (relétérmico)
Así podemos tener los siguientes casos:
Luz roja apagada.
No llega corriente al tablero, por lo tanto todas las otras luces deberían estar apagadas,podría ser que no haya energía eléctrica en la línea.
Luz roja encendida.
Luz verde apagada.
Luz amarilla apagada.
Esto indica que hay corriente, que la bomba no está funcionando, pero que no existe falla.
Luz roja encendida
Luz verde encendida
Luz amarilla apagada
Indica que la bomba está funcionando normalmente.
Luz roja encendida
Luz verde apagada.
Luz amarilla encendida
Indica que operó la protección térmica, por lo que la bomba fue desconectada por laprotección.
4.2 TRABAJOS DE RUTINA QUE DEBE REALIZAR EL OPERADOR
Como servicio, y como fuente de fuerza, la electricidad está a nuestra disposición enforma conveniente, solo necesitamos cerrar un interruptor o apretar un botón, y los
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electrones fluyen suministrando energía que produce iluminación o que hace funcionarmotores y otros aparatos.
Estamos acostumbrados a considerar esa fuente de fuerza como algo natural, sin teneren cuenta que es potencialmente peligrosa si no se usa con las debidas precauciones.Por tanto es conveniente hacer algunas sugerencias sobre la manera de usar la electricidadsin peligro para la vida humana y animal.
4.2.1 RECOMENDACIONES PARA USAR SIN PELIGRO LA ELECTRICIDAD
• Recuerde que una corriente de 220 v puedeproducir un choque mortal o causar severasquemaduras.
• No opere el tablero eléctrico con las manoshúmedas o los pies descalzos. Tampoco lohaga cuando el piso este mojado.
• Considere que todo circuito eléctrico tienecorriente hasta que se compruebe lo contrario.
• Nunca toque ningún alambre de un circuitosin antes asegurarse de que los interruptoresprincipales están cerrados.
• Este seguro hasta que nivel de dificultadesusted puede responder sin poner en riesgo su vida y los equipamientos a sucargo.
4.2.2 PROCEDIMIENTOS PARA CASOS DE URGENCIA
• Interrumpir la corriente inmediatamente.
• Si la víctima de un choque eléctrico no respira, aplíquese inmediatamenterespiración artificial y mantener caliente a la víctima.
4.2.3 MANTENIMIENTO DEL TABLERO
Se deben revisar y efectuar los siguientes trabajos en forma periódica
• Contactores
Se deben revisar y limpiar periódicamente los platinos de los contactores, estos suelenpresentar carbonilla (ennegrecimiento), debido al chispeo producido al accionarse.
• Borneras
Uno de los principales motivos de recalentamiento de los conductores es debido al falsocontacto que se produce en los bornes por no encontrarse estos bien ajustados; es por
Una corriente de220 v puede producir
un choque mortal o causarseveras quemaduras.
No opere el tablero eléctricocon las manos húmedas o lospies descalzos. Tampoco lo
haga cuando el pisoeste mojado.
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aeso que se recomienda un ajuste periódico de bornes tanto en llaves como en contactores.
En caso de encontrar cables sulfatados, se deberá proceder a reemplazarlos, o si existe laposibilidad de cortar la punta sulfatada, debe eliminarse este tramo.
A continuación se incluye un flujo grama u orden a seguir para diagnosticar posiblesfallas en el funcionamiento de la bomba.
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Observaciones:
(1) Se refiere a la llave limitadora que está en lacaja del medidor.
(2) Ocurre en muy raras excepciones que algúnbromista baje la llave limitadora
(3) Se refiere a la termomagnética del tablero prin-cipal ubicado dentro de la caseta.
(4) Pudo haber ocurrido que alguien bajó la llave,para hacer tareas de mantenimiento.
(5) Si operó el relé, la luz amarilla debería estar encendida, por otra parte, el botoncitorojo del relé térmico estará sobresaliendo. En condiciones normales defuncionamiento, el botoncito rojo está oprimido.
(6) Para resetear, presione el botón negro.
(7) Tensión normal, se refiere a un valor mayor a 200 V. Si la tensión está baja, elmotor intenta arrancar, pero la corriente se eleva por encima del valor de laprotección, entonces se dispara el relé.
(8) Cada motor tiene un valor de corriente la corriente nominal (Valor de la intensidaddurante la marcha), cuando este valor es mayor que el normal, es porque existealguno de los siguientes problemas:
a) Falla alguno de los condensadores.b) El bobinado del motor perdió aislación.c) La bomba comenzó a trabarse y frena al motor.
.Para el primer caso, se deben inspeccionar los condensadores, generalmente cuandoexiste una falla puede verse que hay pérdida de aceite, o el condensador explotadejando rastros muy evidentes. En ese caso avise al técnico para que cambie elcondensador.
Para el segundo caso, se podría determinar si el motor perdió aislación, sin necesidadde sacar el motor fuera del pozo, pero para ello, el motor debe tener la puesta atierra., y el técnico necesitará una herramienta llamada megómetro. Si no tiene puestaa tierra, necesariamente se debe sacar el motor. No se recomienda hacer reparar elmotor (rebobinado), porque salvo los grandes talleres, los técnicos no cuentan con latecnología para garantizar el trabajo, entonces la reparación suele durar muy poco, y sila reparación la realiza algún representante de los motores, la diferencia de preciosentre un motor nuevo y el costo de la reparación, no es muy grande. Entonces convienecomprar uno nuevo.
Considere quetodo circuito eléctrico
tiene corriente.
Nunca toque ningún alambrede un circuito sin antesasegurarse de que los
interruptores principalesestán cerrados.
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aSi ocurre el tercer caso, es muy conveniente detectar a tiempo que el motor está siendofrenado, para evitar daños mayores al bobinado. En este caso la comprobación es sencilla.Hay que desacoplar la bomba e intentar hacer girar el eje; si este está trabado, esconveniente cambiar la bomba directamente, porque al igual que el caso del motor ladiferencia de precios entre una nueva y el costo de la reparación no es muy grande, y porotra parte es muy difícil que la bomba reparada funcione durante un tiempo razonable.
Esta comprobación de hacer girar el eje de la bomba es muy importante, porque ocurrencasos en que el técnico indica cambiar el motor y la bomba completo, y a veces solamentees necesario cambiar la bomba.
5. SISTEMA PARA LA DESINFECCIÓN DEL AGUA
5.1 OBJETIVO DEL PRESENTE CAPÍTULO
El objetivo, es lograr que el operador adquiera los conocimientos para:• Preparar la solución de cloro.• Regular el caudal de la bomba dosificadora, previa orientación de un personal
técnico-químico• Verificar el funcionamiento de la bomba dosificadora.• Utilización del kit comparador de cloro.• Saber llevar el registro del consumo de cloro.
Quedan fuera del alcance de este manual los siguientes conocimientos:• Determinar los volúmenes de hipoclorito de sodio (al 8%, u otra concentración)
necesarios para lograr la concentración de la solución de cloro del tanque.• Determinar el caudal de la bomba dosificadora, en función de la concentración de
la solución de cloro, o del caudal de la electrobomba del pozo tubular profundo.• Realizar mediciones de cloro residual en la red.
Todos estos parámetros deben ser determinados por el técnico especialista.
5.2 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CLORACIÓN
Normalmente en los sistemas de agua potable para comunidadesrurales, la desinfección del agua se realiza inyectando una soluciónde hipoclorito de sodio en la tubería de impulsión a la salida delpozo tubular profundo. Esta inyección se realiza mediante elaccionamiento de una bomba dosificadora.
5.2.1 DESCRIPCIÓN DE LA BOMBA DOSIFICADORA, OHIPOCLORADOR
Son una especie de bomba, cuya función es la de suministrar ladosis necesaria de cloro al agua, para asegurar un residualconforme exigen las normas de calidad de agua.
Esta bomba succiona la solución de cloro del tanque de fibra devidrio y la inyecta, mediante una manguera, en la tubería de impulsión.
Normalmente, las bombas dosificadoras utilizadas tienen capacidad de inyección de 1 a10 lts/hora, a una presión de descarga de 7,5 Kg. / cm2. Generalmente utilizan energía
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monofásica y son de accionamiento electromagnético, aunque en algunos casos seutilizan las del tipo a diafragma, cuyo accionamiento es a través de transmisión mecánica.
Las bombas dosificadoras deberán ser del mismo tipo de tensión que las electrobombassegún cada localidad (monofásica o trifásica) y 50 Hz.
Las bombas dosificadoras pueden ser del tipo diafragma con dos cabezales, con reguladorindividual por cabezal. El accionamiento del diafragma puede ser a través de transmisiónmecánica o electromagnética.
La manguera para la conducción de los productos químicos, debe ser del tipo semirrígida,transparente, de material de PVC y según diámetro especificado por el fabricante de lasbombas dosificadoras.
Es importante contar con la planilla de datos de la bomba dosificadora, la cual deberáindicar, como mínimo, los siguientes datos: Procedencia, Tipo, Modelo, Pulsación deldiafragma, Material del diafragma, Caudal por cabezal, Presión de descarga, Sistema deregulación, Sistema de acoplamiento, Marca del motor, Rotación, Característicaseléctricas, Protección, Aislamiento.
El sistema de desinfección cuenta además con los siguientes accesorios:
-1 tanque de fibra de vidrio: Se emplea como reservorio de la solución de hipocloritosodio. Debe contar con tapa y una capacidad útil de 250 litros. Se exige que el de espesorde paredes sea de 5mm y las siguientes dimensiones: altura de 0,75 mts, diámetromayor de 0,78 mts, diámetro menor de 0,66 mts.
No se deben utilizar tanques de fabricación estándar para almacenamiento de agua, portener las paredes de menor espesor.
-1 (un) conjunto de accesorios fijación de la bomba dosificadora.
-1 (un) guarda motor: Constituido por un Contactor con su relé térmico, según la potenciade la bomba dosificadora. La bomba dosificadora deberá tener su protección térmicaindependiente de la protección térmica de la electrobomba sumergible.
Por cada cabezal de la bomba dosificadora, se debe contar con los siguientes accesorios:
• 2 (dos) conjuntos de válvula de pie• 2 (dos) conjuntos de válvula de aspiración• 2 (dos) conjuntos de válvula de descarga• 2 (dos) conjuntos de válvula de inyección• 2 (dos) conjuntos de válvula anti – sifón• 5 (cinco) metros de manguera semirrígida en PVC transparente, de diámetro de
acuerdo al tipo de bomba dosificadora.
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5.2.2 VERIFICACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DOSIFICADORA
El objetivo de esta actividad es verificar si la bomba inyecta el caudal determinado por elespecialista.
A modo de Ejemplo realizaremos el siguiente ejercicio:
Datos Entregados por el especialista:
• q dosificadora = 3.5 lts/ hora• Q pozo = 3200 litros/ h• H manométrica de la Bomba = 55 m.c.a.
Hipótesis: la bomba dosificadora debe inyectar un caudal de 3.5 lts/seg, venciendo unapresión de 5.5 kg/cm2, y el caudal del equipo debombeo del pozo es de 3.200 lts/h.
El procedimiento es el siguiente:
1. Se instala un manómetro en el punto de acoplede la manguera de inyección de la bomba.
2. Se calcula el volumen de cloro que debe inyectarla dosificadora en un minuto, considerando queel caudal es de 3.5 lts/hora.Se tiene: 3.5 / 60 = 0.058 lts = 0.058 dm3 = 58cm3
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3. Se carga en un recipiente graduado 116 cm3 de solución de cloro.Se considera el doble del cálculo, para evitar que la manguera de succión chupeaire.
4. Se pone en marcha la electrobomba, y se cierra la válvula reguladora de caudal,hasta que el manómetro que está ubicado en el caballete indique 5.5 kg/cm2.
5. Se acciona la bomba dosificadora, previo cebado de la misma, y se verifica lapresión en el manómetro instalado en el punto de inyección de la bomba. Paraestas condiciones el manómetro registrará una presión un poco mayor que elinstalado en el caballete del pozo. En esta etapa la manguera de succión estarásuccionando de un recipiente cualquiera.
6. Se regula el caudal de la bomba con la perilla correspondiente, hasta el porcentajeindicado por el especialista.
7. Luego de unos minutos cuando se estabilizan las presiones en los manómetros,siempre con ambas bombas funcionando, se introduce la manguera de succióndentro de la probeta graduada, y se inicia el conteo del tiempo.
8. Al cabo de un minuto, si el equipo está bien regulado, la dosificadora habráerogado la mitad del volumen de cloro inicial (116/2 = 58 cm3).
9. Si el caudal erogado no corresponde al indicado por el especialista, se ajusta elcaudal de inyección y se reinicia el procedimiento. Y así hasta lograr que ladosificadora inyecte el caudal indicado.
Este método, que si bien es rudimentario, demostró dar buenos resultados.
5.2.3 TAREAS DE RUTINA QUE DEBE REALIZAR EL OPERADOR
Para garantizar un adecuado y continuo funcionamiento del sistema de desinfección esimportante que el operador realice las siguientes actividades:
• Limpieza periódica del tanque de fibra de vidrio.• Limpieza del filtro del chupón de la dosificadora.• Registro del consumo de cloro (cada cuanto repone la solución en el tanque de
fibra de vidrio).• Extremar los cuidados para mantener prácticamente hermético el tanque. Se
recomienda cubrir la boca del tanque con una tela del tipo media sombra, ajustadacon una banda elástica.
• Realizar el procedimiento de verificación descrito en el capitulo anterior, por lomenos cada dos meses.
• Transferir sus conocimientos por lo menos a dos personas, para que durante suausencia puedan realizar las tareas.
• Utilización del kit comparador del cloro.
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a5.2.4 PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE CLORO
Para elaborar la solución de cloro, normalmente se utilizahipoclorito de sodio con una concentración del 8% de cloro activo.
La cantidad de hipoclorito que se debe mezclar con los 250 litrosde agua del tanque de fibra de vidrio es determinada en cadacaso por el técnico especialista, pero está en el orden de los 3 a5 litros.
El agua necesaria para cargar el tanque, normalmente es provistapor una canilla de servicio que está ubicada en la caseta deoperaciones.
El procedimiento se inicia con la limpieza profunda del tanque.
Luego, a medida que se va cargando el agua mediante la utilización de una mangueraconectada a la canilla de servicio, se agrega poco a poco el hipoclorito, y se revuelve conun palo limpio, para lograr una mezcla homogénea.
Cuando se completa la carga del tanque, se le coloca la tapa cuidando que el tanquequede lo más hermético posible, para evitar la entrada de insectos y polvo.
5.2.5 UTILIZACIÓN DEL KIT COMPARADOR DE CLORO
Denominamos equipos comparadores de cloro a aquellos que nos permiten determinarla concentración de cloro libre, o también llamado cloro libre residual, en el agua de red.La misma debe estar comprendida entre 0,2 y 0,8 partes por millón (ppm) o miligramosde cloro por litro de agua (mg/l). Siendo ideal los que marcan entre 0,0 y 3,5 ppm. Elequipo de campo a utilizar para la determinación de cloro residual libre, debe ser decomparación colorimétrica a base de reactivos que se adicionan al agua a controlar,estos pueden ser a base de ortotolidina o a base de DPD (dialquil 1,4 fenilendiamina oN.N-dietil-p-fenilendiamina).
Cuenta con una probeta graduada con colores. Una vez agregados los reactivos al agua,ésta vira hacia un color determinado. Comparando el color con los de la escala de laprobeta, determinamos la concentración (método colorimétrico).
Los límites recomendados en la red son de 0,2 a 0,5 ppm, para los extremos de la red; ycomo límite admisible de 2 ppm, que normalmente se considera en los puntos próximosa los sitios de dosificación.
La cantidad dehipoclorito que se
debe mezclar con 250litros de agua es
determinada en cadacaso por el técnico
especialista
6. SEGURIDAD INDUSTRIAL ENLAS JUNTAS DE SANEAMIENTO
El Plomero debe desarrollar sus labores sin poner en peligro su vida, tratando que nohaya riesgo de accidentes que le causen daños a sí mismo, a otras personas, al sistemade provisión de agua o a otras propiedades.
Para ello debe estar seguro que conoce cómo hay que hacer las cosas en su trabajo, queusa las herramientas necesarias y las mantiene siempre en buen estado y que se protegede la mejor forma, utilizando los elementos necesarios que lo aíslan del contacto conproductos que pueden intoxicar, quemar, dañar los ojos o causar otras lesiones (guantes,overol) o evitan que reciba golpes o machucones (casco, botas).
- ¿Qué es seguridad industrial?
Es el conjunto de actividades que debe realizar el Plomero para identificar y controlar losfactores de riesgo que puedan ocasionar accidentes de trabajo. Los siguientes sonejemplos de factores de riesgo que pueden ocasionar accidentes de trabajo.
• Un lugar de trabajo desaseado y en desorden,• Una herramienta en mal estado,• Un motor al que no se le da mantenimiento,• Instalaciones eléctricas deterioradas,• Un procedimiento que no se sigue al pié de la letra,• Un área de trabajo que no se señala ni se aísla adecuadamente.
RECUERDE QUE LA SEGURIDAD INDUSTRIAL ES LA AUSENCIA DE PELIGRO EN EL TRABAJO.EN MANOS DEL PLOMERO ESTÁ EL CONTROLAR LAS SITUACIONES DE RIESGO PARAPREVENIR LOS ACCIDENTES DE TRABAJO.
- ¿Qué es un accidente de trabajo?
Un accidente de trabajo es un hecho inesperado que interrumpe o entorpece un procesoo actividad determinada y que puede causar daño físico al trabajador o a terceros.
- ¿Es posible evitar los accidentes de trabajo?
Es posible no tener los accidentes de trabajo, si sabemos cuáles son las causas que losprovocan.
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- ¿Cuáles son las principales causas que provocan los accidentes de trabajo?
Las principales causas que provocan los accidentes de trabajo son los actos inseguros delos trabajadores, las condiciones físicas y mecánicas inseguras, tomar bebidasembriagantes durante el trabajo, la fatiga, el sueño o una combinación de las anteriores.Estas causas pueden estar presentes en todos los lugares.
- ¿Qué son los actos inseguros en el trabajo de los Plomeros?
Los actos inseguros ocurren cuando, por desconocimiento o por descuido en losprocedimientos, los Plomeros hacen cosas que pueden causar accidentes de trabajo. Porejemplo:
¿Cuáles podrían ser las condiciones físicas o mecánicas inseguras?
• Una pica mal encajada en el cabo, puede salirse y golpear al Plomero o a alguienque se encuentre cerca.
• El trabajo en lugares donde pueden caer piedras o es muy estrecho. En estoscasos deben utilizarse casco y botas, para evitar ser golpeado por piedras otropezarse con objetos o estructuras salientes.
• Excavaciones en donde pueden presentarse derrumbes o caídas de piedras. Debenutilizarse cascos y botas protectoras.
• Tubos o cargas muy pesados que es necesario levantar.• Jornadas de trabajo muy largas a la intemperie, en sitios calurosos y con mucho
sol, cuando el Plomero no utiliza sombrero y no toma líquido, pueden causarinsolación.
¿Qué son las normas y procedimientos de seguridad industrial?
Las siguientes son RECOMENDACIONES que el Plomero debe seguir, siempre que seanaplicables al tipo de trabajo que está haciendo:
SOBRE LOS EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
• Antes de operar los equipos, asegurarse que se encuentren en buen estado
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a• Mantener las herramientas de mano almacenadas en un lugar apropiado yutilizarlas únicamente si están en buenas condiciones.
• Asegurarse que sabe cómo utilizar una determinada herramienta de mano yconocer los riesgos de su uso indebido.
• No utilizar herramientas o equipos defectuosos. Avisar al administrador del sistemade provisión de agua para su reparación o reposición.
• Revisar periódicamente las herramientas para asegurarse que están en buenestado.
• Reemplazar con frecuencia las correas y poleas.• Cuando se vayan a utilizar sierras, esmeriladora y cualquier otro equipo similar,
asegurarse que están en buenas condiciones y tienen guardas de seguridad.• Cuando se van a usar herramientas y equipos eléctricos, asegurarse que tengan
cables de conexión eléctrica con doble aislamiento y con polo a tierra.
SOBRE EL MANEJO DE ANDAMIOS Y ESCALERAS
• Mantener las escaleras portátiles en buenas condiciones y limpias y libres degrasa y aceites.
• Nunca utilizar una escalera en frente de una puerta.• Nunca utilizar una escalera portátil defectuosa.• Nunca colocar escaleras portátiles sobre cajas o bases inestables para obtener
mayor altura.• Guardar siempre las escaleras correctamente y amarradas para evitar que caigan
accidentalmente.• Nunca pararse en el tope de una escalera portátil o subirse a una escalera con las
manos ocupadas.• Nunca empatar dos escaleras portátiles para hacer una más larga.• Todas las escaleras fijas de cuatro o más escalones deben tener barandas o
pasamanos.• Cuando haya necesidad de utilizar andamios, éstos deben tener barandas y su
piso no debe tener huecos entre los tablones.• Los andamios deben estar bien anclados al piso y tener una escalera de acceso.
SOBRE LOS LUGARES DE TRABAJO
• Mantener los corredores y demás lugares de trabajo despejados y limpios.• Informar inmediatamente al administrador del sistema de provisión de agua si en
los pasillos o sitios de trabajo hay huecos, equipos, materiales o maquinarias malalmacenados y que puedan causar accidentes.
• Limpiar inmediatamente cualquier derrame de líquido o de otro material.• Proteger y aislar con cinta o conos de seguridad cualquier área en donde se estén
realizando trabajos de instalación de tuberías o reparación de redes o accesorios.• Tapar siempre los huecos o zanjas que se hayan excavado para realizar instalaciones
o reparaciones del sistema de provisión de agua.• Colocar protectores de baranda en escaleras y pisos abiertos altos.• Las áreas de trabajo deben mantenerse siempre limpias y en orden.• Cuando haya necesidad de trabajar en sitios con poca luz natural, asegurarse que
se cuente con la iluminación adecuada.
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SOBRE EL ALMACENAMIENTO
• No almacenar objetos, canecas, frascos de reactivos en pilas unos sobre otros.• Nunca cambiar cilindros de cloro en las noches ni cuando se esté solo.• Almacenar los cilindros de cloro en forma vertical y siempre amarrados a la
pared.• Almacenar los bultos de sulfato de aluminio sobre tablas levantadas y no
directamente sobre el piso.
OTRAS RECOMENDACIONES
• Informar inmediatamente, por escrito, al administrador del sistema de provisiónde agua sobre cualquier accidente de trabajo por leve que sea.
• El Plomero debe asegurarse que los contratistas tomen las medidas de precauciónadecuadas cuando realicen obras de instalación o de reparación.
• Tener al día los informes de mantenimiento de bombas, compresores, cilindros apresión.
• Sólo el personal adiestrado y autorizado puede maniobrar bombas, compresoresy cilindros a presión.
¿Qué son los primeros auxilios?
Son los cuidados inmediatos que se prestan a una persona accidentada o enferma, antesque reciba atención por parte de personal con formación médica.
¿Qué es un botiquín?
Un botiquín es un lugar o un recipiente en el que se guarda todo lo necesario para losprimeros auxilios.
¿Para qué sirve un botiquín?
Un botiquín sirve para prestar la primera asistencia que necesita un accidentado, o paraayudar a personas con dolencias menores. Es indispensable mantener siempre en ellugar de trabajo un botiquín que tenga como mínimo los siguientes elementos:
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¿Qué se debe hacer cuando es necesario prestar primeros auxilios?
Cuando sea necesario prestar los primeros auxilios a una persona herida o lesionada, lomás importante es conservar la calma y la serenidad, inspirarle confianza al lesionado yevitar que entre en pánico, solicitar ayuda médica lo más pronto posible y no hacer másde lo necesario hasta que llegue la asistencia profesional. En caso de hemorragias o faltade respiración, es prioritario detener la hemorragia y mantener la respiración del herido,colocarlo en una posición cómoda, no moverlo ni levantarlo, a menos que seaestrictamente necesario y no aplicarle alcohol ni otras sustancias en ninguna parte delcuerpo.
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ALFERNANDO ARMINDO LUGO MÉNDEZ
Presidente de la República
ESPERANZA MARTINEZMinistra de Salud Pública y Bienestar Social
EFRAÍN ALEGRE SASIANMinistro de Obras Públicas y Comunicaciones
BERNARDO ESQUIVEL VAESKENSecretario Ejecutivo-Ministro de la Secretaría
Técnica de Planificación
OSMAR LUDOVICO SARUBBIPresidente del Comité de Administración del Ente
Regulador de los Servicios Sanitarios
LORENZO JIMÉNEZ DE LUISCoordinador Residente del Sistema de Naciones
Unidas y Representante Residente de PNUD
RUBÉN FIGUEROARepresentante OPS/OMS en Paraguay
PAULO SASSARAORepresentante Residente de UNICEF
GUILLERMO MIRANDADirector de la Oficina Subregional para el Cono Sur
de América Latina de OIT
SERVICIO NACIONAL DE SANEAMIENTO AMBIENTAL
ADA BEATRIZ VERNA ACOSTADirectora General del SENASA
ILSE BEATRIZ PERALTA RESQUÍNDirectora de Asuntos Sociales y Organización Comunitaria - DASOC
PROGRAMA FORTALECIENDO JUNTAS DE SANEAMIENTOÑAMOMBARETE Y ME’ÊHÁRAPE
Con el apoyo técnico y financiero delPROGRAMA CONJUNTO “FORTALECIENDO CAPACIDADES PARA LA DEFINICIÓN Y APLICACIÓN DE POLÍTICAS DEAGUA POTABLE Y SANEAMIENTO” - PNUD, UNICEF, OPS/OMS Y OIT
ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS DE AGUA Y SANEAMIENTO RURAL
Elaborado por:Ing. William Carrasco Mantilla, Consultor Internacional OPS/OMS - ParaguayIng. Carlos G. Pavón Cano, Consultor AIDIS ParaguayAbog. Mónica Mariza Portillo y Abog. Julio Cesar Villanueva. Asesores Jurídicos del SENASA:
Desarrollo metodológico y pedagógico del Programa:Ing. William Carrasco Mantilla, Consultor OPS/OMS - Paraguay
Coordinadores Técnicos:Ing. Patricia Segurado; Asesora en Ambiente y Desarrollo SostenibleIng. Roberto Lima Morra; Consultor Nacional en Agua y Saneamiento
Diseño y Diagramación: Violeta Doldán Re
Impresión: Quinto Principio
2011, Asunción-Paraguay
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CONTENIDO
PRESENTACIÓN..............................................................................................................7
1. SOLUCIONES TECNOLÓGICAS COLECTIVAS..........................................................111.1 SISTEMAS COLECTIVOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA......................................111.1.1 SISTEMAS CON FUENTE DE AGUAS SUBTERRÁNEAS..........................................111.1.2 SISTEMAS CON FUENTE DE AGUAS SUPERFICIALES...........................................191.2 SISTEMAS COLECTIVOS DE SANEAMIENTO........................................................221.2.1 REDES DE ALCANTARILLADOS SIMPLIFICADOS..................................................231.2.2 ALCANTARILLADOS CONDOMINIALES...............................................................281.2.3 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES.......................................................341.2.4 ALCANTARILLADOS DE FLUJO DECANTADO.......................................................35
2. SOLUCIONES TECNOLÓGICAS INDIVIDUALES.....................................................432.1 ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA VIVIENDAS DISPERSAS....................................432.1.1 CAPACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA COMO SOLUCIÓN INDIVIDUAL...................432.1.2 CAPTACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE AGUA LLUVIA............................................482.1.3 BOMBEO DE AGUA............................................................................................572.2 AGUA SEGURA PARA VIVIENDAS DISPERSAS......................................................632.2.1 PRETRATAMIENTOS..........................................................................................632.2.2 CLARIFICACIÓN................................................................................................652.2.3 FILTRACIÓN......................................................................................................672.2.4 DESINFECCIÓN.................................................................................................702.3 SOLUCIONES INDIVIDUALES DE SANEAMIENTO................................................762.3.1 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS GRISES................................................................802.3.2 SISTEMAS SEPTICOS..........................................................................................822.3.3 POSTRATAMIENTOS..........................................................................................872.3.4 LETRINAS.........................................................................................................89
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................99
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PRESENTACIÓN
Este manual hace parte integral de la serie depublicaciones desarrolladas en el marco delprograma de Fortalecimiento de las Juntas deSaneamiento “ÑAMOMBARETE YME’ÊHÁRAPE”, cuyo objetivo es brindarasistencia técnica y capacitación a las Juntasde Saneamiento, con el propósito de fortalecersu gestión y mejorar su capacidad institucionalpara garantizar su sostenibilidad
ÑAMBO MBARETE Y ME’EHARA ha sidodesarrollado con el apoyo técnico y financierodel PROGRAMA CONJUNTO “FORTALECIENDOCAPACIDADES PARA LA DEFINICIÓN YAPLICACIÓN DE POLÍTICAS DE AGUA POTABLEY SANEAMIENTO”, del PNUD, UNICEF, OPS/OMS Y OIT, aplicando las experiencias delPrograma Cultura Empresarial desarrollado e implementado exitosamente en Colombia,desde principios del año 2000.
Con el desarrollo de este manual y la implementación del Programa ÑAMOMBARETE YME’ÊHÁRAPE el Servicio Nacional de Saneamiento Ambiental –SENASA da cumplimientoa lo establecido en el Artículo 46º del Decreto reglamentario 8910 de 1974, mediante elcual se ordena al SENASA prestar asesoramiento técnico y administrativo a las Juntas,para el mejor desenvolvimiento de sus funciones.
Para su elaboración, se tomaron como referencia diferentes publicaciones, investigacionesy documentos desarrollados en Países como Colombia, Perú, Bolivia, Paraguay, Hondu-ras, Nicaragua, Guatemala, El Salvador, Bolivia y Suecia, teniendo en cuenta los siguientesaspectos de la población:
• Tipo de fuente disponible• Ingreso comunitario• Disponibilidad de mano de obra• Disponibilidad de materiales producidos en el mercado local y colindante.
La principal referencia para la elaboración de este documento es el Título J del ReglamentoTécnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS, denominadoALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS EN AGUA Y SANEAMIENTO PARA EL SECTOR RURAL,elaborado por el Ingeniero Armando Vargas Liévano para el Ministerio de Ambiente,Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia.
Este manual tienepor objeto suministrarinformación teórica y
práctica a las AutoridadesSanitarias, Ambientales, Técnicas y
Políticas, incluidas las Juntas deSaneamiento, acerca de las
alternativas tecnológicasdisponibles de abastecimiento de
agua y saneamiento básicopara las comunidades que
habitan en la zonarural del País.
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Paraguay es un país con una alta ruralidad. La zona urbana se define como todas aquellasáreas amanzanadas de los distritos, mientras que las áreas restantes no amanzanadasconstituyen la población rural. En 2008, la población total de Paraguay ascendía a6.164.082 habitantes, 41% de la cual vivía en áreas rurales y 59% en áreas urbanas1.
Dos regiones naturales occidental y oriental, se encuentran divididas por el río Para-guay2:
La región occidental, con 246.925 km2, también conocida como Chaco, es una regiónsemiárida y constituye una planicie aluvional con topografía plana, casi en toda suextensión. Esta región presenta condiciones extremas de humedad y sequedad, ademásde un subsuelo impermeable hace inundable gran parte de la ribera de los ríos Paraguayy Pilcomayo. El Chaco tiene una población que representa el 1,7% del total de la poblacióndel país, resultando una densidad demográfica de 0,2 habitantes por km2.
La región oriental, comprende parte de las cuencas de los ríos Paraguay y Paraná, tieneuna superficie de 159.827 km2, y representa el 39% de la superficie total del país.Con una topografía ondulada, esta región es habitada por el 98% de la población, lo quele da una densidad demográfica de 18,6 habitantes por km2.
El sistema de asentamientos humanos contiene la población rural que habita en centrosde vivienda nucleada y viviendas dispersas, los cuales conservan formas de vida ruralalrededor de sus actividades productivas. La densidad de la población rural y suconfiguración espacial está estrechamente relacionada con el clima, la oferta hídrica, laprecipitación pluvial y la calidad del suelo por sus atributos para la producciónagropecuaria.
Por su parte, las alternativas tecnológicas para abastecimiento de agua y saneamientobásico en las áreas rurales están directamente relacionadas con el tipo de poblamiento enfunción de la densidad poblacional, cuyas configuracones típicas se pueden agrupar así:
ZONA RURAL DISPERSA:
Grupo 1: Poblamiento con muy baja densidad poblacional: Menos de 15 Hab/km2Grupo 2: Poblamiento con baja densidad poblacional: Entre 15 y 30 Hab/km2
ZONA RURAL NUCLEADA:
Grupo 3: Poblamiento con regular densidad poblacional: Entre 30 y 60 Hab/km2Grupo 4: Poblamiento con alta densidad poblacional: Mas de 60 Hab/km2
Las alternativas tecnológicas más frecuentes e indicadas para zona rural dispersa, sonabastecimiento de agua mediante soluciones individuales, y saneamiento (aguasresiduales y disposición de residuos sólidos) a través de sistemas individuales, también.
1 Fuente: DGEEC, EPH 2008. Base Sistema de Datos PARINFO.2 Documento básico común, DGEEC, Abril 2010
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ALPara la zona rural nucleada, aplican soluciones colectivas para la provisión de agua y para
la recolección de las aguas residuales domésticas pueden emplearse soluciones colectivascon alcantarillados convencionales o no convencionales. El servicio de aseo puede serprestado mediante recolección periódica de los residuos sólidos en camiones recolectoresusando las vías de acceso que disponen en estas zonas.
Teniendo en cuenta la clasificación descrita, este manual se divide en dos partes: Laprimera incluirá las soluciones alternativas COLECTIVAS para abastecimiento de agua ysaneamiento, en tanto que en la segunda parte se presentarán tecnologías INDIVIDUALESmás indicadas para zonas rurales dispersas.
1. SOLUCIONES TECNOLÓGICAS COLECTIVAS
1.1 SISTEMAS COLECTIVOS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA
Un sistema de provisión o abastecimiento de agua es un conjunto de instalaciones quese construye para captar, conducir, tratar (o potablizar) y distribuir el agua a unacomunidad, en forma continua, en cantidad suficiente y con la calidad y presión necesariaspara garantizar un servicio adecuado a todos los usuarios.
Los sistemas colectivos de abastecimiento de agua se clasifican según la fuente desuministro en dos tipos:
• De fuentes Subterráneas: pozos, manantiales. (esta es la principal en el sectororiental, más del 90% de los sistemas en servicio).
• De fuentes Superficiales: ríos, arroyos, canales.
1.1.1 SISTEMAS CON FUENTE DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Los sistemas de abastecimiento de agua más comunes en nuestro País, son los queutilizan como fuente las aguas subterráneas y emplean equipos de bombeo para elevarel agua desde un acuífero o manto de agua subterráneo hasta una caseta de cloración yluego desde allí hasta un tanque de almacenamiento. Desde el tanque elevado, el aguallega a las viviendas, generalemte por gravedad.
Es el sistema de abastecimiento de agua, más utilizado por el SENASA, tiene los siguientescomponentes:
• Captación: Pozo tubular profundo• Equipamiento electromecánico: electrobomba sumergible y bomba dosificadora
de productos químicos• Extensión eléctrica y transformador• Caseta de operaciones• Tanque Elevado• Red de distribución
1.1.1.1 OBRA DE CAPTACIÓN: POZO TUBULAR PROFUNDO
El agua a proveer es captada del acuífero mediante una perforación (pozo tubularprofundo), que generalmente es de 150 m de profundidad, y de pequeño diámetro (0.15a 0.25 m según el tipo de terreno)
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a) Estudios previos y selección del sitio
Todo proyecto de captación de agua subterránea mediante la perforación de un pozoprofundo deberá contar previo a su ejecución con un documento conocido comoanteproyecto de la perforación del pozo. El anteproyecto servirá para preparar ladocumentación técnica que constará de:
• Estudio hidrogeológico.• Certificado de permisos necesarios.• Selección del sitio de perforación y legalización del terreno para la perforación.• Prediseño del pozo.• Elaboración de las especificaciones técnicas para su construcción.
El estudio hidrogeológico deberá contener como mínimo los siguientes puntos:
• Información geológica e hidrogeológica de la zona.• Aspectos geográficos fisiográficos y geomorfológicos de la zona.• Datos relevantes de los pozos existentes en la zona (caudal extraído, profundidad,
diámetro de perforación y revestimiento, perfiles litológicos, nivel estático,abatimientos, calidad del agua, etc.).
• Datos de estudios geofísicos realizados.• Riesgos de contaminación.• Cantidad de pozos necesarias para cubrir la demanda.• Conclusiones.• Recomendaciones.
Para la selección del sitio, debe tenerse en cuenta:
• Dimensiones adecuadas para albergar todas las instalaciones.• Transferencia de terreno a la asociación o junta que tendrá a su cargo la
administración, operación y mantenimiento del sistema.• Disponibilidad de energía eléctrica y facilidad de acceso al sitio.• No inundable.• Alejado de posibles fuentes contaminantes (vertederos, tratamiento de efluentes,
utilización de agroquímicos).
b) Construcción del Pozo
La construcción del pozo se concebirá de acuerdo a las siguientes etapas: perforación,instalación de tubos ciegos y filtros (incluye el filtro de grava), sellado sanitario, y eldesarrollo para obtener un funcionamiento libre de arena a un rendimiento máximo.
Los pozos deberán ser perforados hasta alcanzar las profundidades y característicasfísicas señaladas en el anteproyecto y en las especificaciones donde se indicará lainformación geológica de la región en que se encuentra el sitio de la perforación.
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ALLos diámetros mas comúnmente utilizados para las perforaciones y los entubados, se
indican en el siguiente cuadro:
La protección de la cabeza del pozo (sello sanitario) deberá ser realizada con hormigónen el espacio comprendido entre el revestimiento y la pared del pozo hasta unaprofundidad mínima de 15 m, o hasta superar la profundidad del ingreso de contaminante.
c) Revestimiento del pozo
Tubos ciegos y tubos filtros. Basándose en los elementos del pre-diseño del pozo, elcorte litológico, en las gráficas del registro eléctrico, por las observaciones personales ylas reportadas en los informes de trabajo diarios, se diseñará el revestimiento del pozo,estipulándose el diámetro, longitudes y espesores de tubería ciega y filtros, especificandoasimismo los niveles y profundidades a que se deberá instalar la tubería de acuerdo a suscaracterísticas.Una vez concluida la construcción del pozo, se procederá a la limpieza, que consiste enbombear agua mediante la utilización de un compresor, hasta lograr que el agua salgatotalmente limpia, (10 horas como mínimo).
d) Prueba de Bombeo y Recuperación
Se proveerá, instalará y mantendrá un equipo de bombeo con capacidad para extraer loscaudales y niveles de carga dinámica señalados en el anteproyecto, el cual deberá sercapaz de mantenerse trabajando por lo menos 24 horas sin paros por mantenimiento oreparaciones. Este equipo también debe tener capacidad para ajustar la descarga avalores mínimos, mediante válvulas o control de velocidades.
Se realizarán las mediciones de nivel durante la prueba de bombeo. Al terminar laprueba de bombeo se harán las mediciones de niveles de recuperación.
e) Desinfección
Luego de concluida la limpieza y desarrollo del pozo y con una anticipación de cómomínimo 24 horas, se procede a la desinfección, vertiendo una solución de cloro. Estaoperación se realiza para eliminar la probable contaminación bacterial producida du-rante los trabajos de perforación, evitando así errores de apreciación, cuando se realicela toma de muestra para el análisis bacteriológico.
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f) Informe final del pozo
Por ultimo se realiza el informe final del pozo, el cual deberá contener como mínimo lasiguiente información:
• Nombre y No del Pozo• Localización exacta con coordenadas geodésicas• Descripción del Pozo con todos sus detalles (longitud y ubicación de tubos ciegos y
filtros, empaque de grava, sello sanitario, cimentación, posición de la bomba, etc.)• Corte transversal del Pozo• Diámetro de perforación y revestimiento• Nivel estático y Nivel dinámico• Fechas de Referencia• Perfil Geológico• Informe sobre el desarrollo del pozo• Resultados de las Pruebas de Bombeo• Análisis de agua y otros realizados• Prueba de verticalidad y registro eléctrico
1.1.1.2 ELECTROMECÁNICA
a) Electrobomba sumergible
Es el equipo que elevará el agua desde el acuífero hasta el tanque elevado. Sudenominación obedece a que tanto la bomba como el motor, se sumergen en la fuentemisma. La bomba es centrífuga vertical, especialmente diseñada para trabajar en dentrodel entubamiento del pozo, accionada por un motor eléctrico a través de un acoplamientodirecto.
En el caso de que el tanque elevado no se encuentre en el mismo predio que el pozo, sedeberá dimensionar una tubería de impulsión.
El cable de conexión del motor será con cable sumergido flexible y apto para trabajarbajo severas condiciones de funcionamiento. Para evitar que la bomba sumergible trabajeen vacío, se protegerán mediante tres electrodos, uno para posición superior, el segundopara referencia y el tercero para la posición inferior, que actuarán de guarda niveles.
b) Bomba dosificadora
El método usual para la desinfección del agua cruda, es mezclarla con un desinfectante(solución de cloro (%) y que la mezcla permanezca un cierto tiempo dentro del tanqueelevado antes de enviarla a la red.
La tecnología usual para incorporar el cloro al agua y permitir un mezclado homogéneoes inyectar la solución de cloro en la tubería de impulsión, esto hace que debido a laturbulencia se logre una mezcla uniforme. Esta tarea la realiza la bomba dosificadora.(Ver Manual No. 4. Operación y mantenimiento)
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AL1.1.1.3 CASETA DE OPERACIONES
La caseta de operaciones es el recinto que albergará los tableros de comando y, controldel equipamiento de bombeo, como así también, el equipo dosificador de productosquímicos, para la desinfección.
La inclusión de este recinto es estrictamente necesaria, debido a que los elementosmencionados deben ser protegidos de la intemperie y posibles actos de vandalismo y/ohurtos. Es condición fundamental que el predio esté muy bien iluminado y cuente con unadecuado cerco de protección. La superficie cubierta de este recinto, será el mínimonecesario para albergar a los elementos mencionados. Generalmente son de 4 m2.
Normalmente las casetas son construidas con mampostería de ladrillo común revocadoen ambas caras y cubierta de losa de hormigón. No obstante, a continuación se planteanalgunas alternativas no convencionales que pueden ser utilizadas en casos especiales:
a) Construcciones en Madera
En las zonas donde exista abundancia la madera y aserraderos para elaborar tablas yvigas, puede plantearse la alternativa de construir con este tipo de material, empleandola mano de obra local. La condición fundamental, es darle a la madera un tratamientopara hacerla resistente al fuego y al ataque de los insectos.
Para conservar la madera hay que protegerla químicamente. El método más importantees impregnarla con creosota o cloruro de cinc. Este tratamiento sigue siendo uno de losmejores, a pesar del desarrollo de nuevos compuestos químicos, sobre todo decompuestos de cobre.
También se puede proteger la madera de la intemperie recubriendo su superficie conbarnices y otras sustancias que se aplican con brocha, pistola o baño. Pero estas sustanciasno penetran en la madera, por lo que no previenen el deterioro que producen hongos,insectos y otros organismos.
Así mismo, es posible incrementar la resistencia al fuego mediante tratamientos simplesde impregnación de sustancias retardantes al fuego.
b) Construcciones con ladrillos de suelo cemento
Esta es una excelente alternativa, en los lugares (la mayoría), donde el tipo de suelo seaareno arcilloso. El ladrillo de suelo cemento es un elemento de muy bajo costo y sufabricación no necesita mano de obra especializada, basta con dar una charla decapacitación y algunas prácticas, para que cualquier persona pueda elaborar este tipo deladrillo. Esto trae aparejado un valor agregado a la comunidad.
La condición necesaria para este tipo de mampostería es realizar un tratamiento exte-rior con algún tipo de pintura hidrófuga.
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c) Casetas Prefabricadas de Hormigón Armado
Para ciertas condiciones (zonas de difícil acceso, plazos de ejecución reducidos, escasezde ladrillo común, etc), resulta conveniente emplear este tipo de construcción. Se puedenrealizar diseños muy sencillos y las piezas son livianas fáciles de transportar y montar.
1.1.1.4 PUESTO DE DISTRIBUCIÓN
Debido a que en los sistemas de agua potable de las comunidades rurales, las líneas deenergía eléctrica de baja tensión son precarias o están sobrecargadas, los proyectosdeben incluir estos puestos de distribución, que son necesarios para garantizar,medianamente, una provisión adecuada de energía eléctrica.
Estas instalaciones permiten tomar la corriente de las líneas de media tensión (13.200Voltios) y transformarla en baja tensión (220 o 380Voltios) para proveer de energíaeléctrica a la caseta de operaciones.
En el diseño del Puesto de Distribución, se preverá una reserva de cargas, considerandofuturas ampliaciones y se restringirá la potencia inicial mediante una llave limitadora.
Las reservas previstas serán, de acuerdo a las potencias estimadas de las bombas a serinstaladas:
Potencia > 30 HP: 25% de reserva15 HP < Potencia < 30 HP: 50% de reservaPotencia < 15 HP: 100% de reserva
1.1.1.5 TANQUE ELEVADO
El tanque elevado cumple dos funciones:
Permitir que la distribución de agua se haga por gravedad. Normalmente la fuente deagua (Pozo Tubular Profundo) está ubicado en un lugar bajo de la población, entonces,para hacer llegar el agua a las viviendas (o a los centros de consumo), sería necesario quela bomba genere la presión necesaria para elevar el agua desde el pozo hasta estoscentros de consumo, lo cual sería una práctica no recomendable por los costos deoperación que se producirían con el bombeo. Por esta razón, la bomba sumergible elevael agua al tanque, que normalmente está en el punto mas alto de la comunidad, y estopermite que el agua escurra por acción de la gravedad, y llegue a todas las viviendas ocentros de consumo.
Almacenar cierto volumen de agua y tenerla disponible para su utilización. El tanque dealmacenamiento debe garantizar la cantidad de agua necesaria para que se suministreel servicio a la población durante todo el día. Para tal efecto, es necesario conocer lavariación del consumo durante las horas del día3.
3 Para efectos prácticos, no se considerarán los coeficientes k1 y k2 de máximos consumos.
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ALPara entender este concepto vamos a emplear un ejemplo: Supongamos que las perso-
nas de la comunidad consumen en total, 100.000 litros de agua durante el día (promediodurante todo el año).
Consumo medio diario. Si dividiéramos este volumen de agua por las 24 horas que tieneel día, tendríamos que del tanque debería salir en forma continua 4.167 litros/horadurante las 24 horas del día. Pero ocurre que en realidad el consumo no es continuo, sinoque varía durante las distintas horas del día; a estas horas y los consumos que ocurrendurante ese tiempo se denominan horas pico y consumos pico.
Las horas pico de consumo se presentan en tres momentos del día:
• Pico de la Mañana. Ocurre a la mañana temprano (ejemplo desde la 5 a las 7 de lamañana) cuando las personas inician sus actividades diarias. Luego el consumodisminuye notablemente.
• Pico del Medio Día. Nuevamente cerca del medio día y la siesta: cuando comienzanlas actividades de la cocina por ejemplo desde las 11 a las 2 de la tarde se generaun nuevo pico de consumo y después disminuye nuevamente.
• Pico del atardecer. El último pico se genera al atardecer, cuando las personasregresan de sus actividades y el agua es utilizada para la higiene personal, estoocurre generalmente entre las 6 de la tarde y las 9 de la noche.
Luego, hasta el amanecer del nuevo día prácticamente no existe consumo deagua.
Así las cosas, el volumen de almacenamiento del tanque debe garantizar que no falteagua en la red durante todo el día.
Tradicionalmente los tanques elevados son construidos en hormigón armado (paravolúmenes mayores a 20 m3), y son empleados tanques de fibra de vidrio montadossobre torres metálicas en caso que el volumen de almacenamiento sea igual o menor a10 m3.
Tanque de Mampostería de ladrillo. Si el balance entre los costos del hormigón armadoy el ladrillo común es favorable, para volúmenes de hasta 15 m3 podrían construirsetanques elevados de mampostería de ladrillo común (la cuba y la torre de este material)Para volúmenes de 20 m3, podría emplearse una combinación de torre de hormigónarmado y cuba de ladrillo común.
Tanques montados sobre torre de madera. Para las situaciones como las planteadaspara las casetas, podrían diseñarse torres de madera, sobre las cuales se montaríantanques de fibra de vidrio. Ofrece las mismas ventajas que las indicadas para las casetas,pero el diseño y dimensionamiento debe ser realizado por un especialista.
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1.1.1.6 RED DE DISTRIBUCIÓN
La función de la red de distribución, es transportar los caudales de agua, hasta lospuestos de consumo (grifo público o viviendas de los usuarios).
Para la construcción de la red de distribución, es normal el empleo de tuberías de PVCsoldable, debido a que su instalación es sencilla y por lo tanto esta actividad se puedeconstituir en un aporte comunitario, previa capacitación a los “plomeros” y bajo lasupervisión de un profesional. Normalmente, el aporte comunitario se reduce a laprovisión de mano de obra para la excavación y relleno de zanjas; de incluirse la provisiónde mano de obra. De otra parte, este material tiene un costo adecuado en relación conotros materiales y además son elementos seguros en cuanto a su resistencia y durabilidad.
En el Manual No. 4 de Operación y Mantenimiento, se incluye un en donde se explica endetalle el funcionamiento de la red de distribución y la forma de instalar las tuberías.
1.1.1.7 ACCESORIOS DE LA RED DE DISTRIBUCIÓN
a) Elementos Reductores de Presión
En algunas comunidades, debido a lo accidentado de la topografía las presiones enalgunos sectores de la red de distribución podrían alcanzar presiones mayores a lasrecomendables (60 metros de columna de agua), en esos casos es necesario reducir laspresiones hasta este valor. A este efecto, es común la utilización de elementosdenominados “cámaras rompe presión” en otros casos se utilizan válvulas reductoras depresión.
El funcionamiento de estas cámaras rompe presión, se explica en detalle en el ManualNo. 4 de Operación y Mantenimiento.
b) Hidrómetros
El uso indebido del agua por parte de algunos miembros de las comunidades (riego dehuertas, utilización en olerías, bebederos de ganado, etc) genera grandes conflictos enlas comunidades, que en algunos casos lleva a que el sistema no sea sostenible.Debido a lo mencionado, resulta imprescindible incluir estos elementos en los programasde construcción de sistemas de provisión de agua.
c) Limitadores de Caudal
En algunos casos, debido a que debido a la topografía, existe mucha diferencia entre laspresiones de servicio de los distintos sectores, permitiendo que los usuarios de estossectores tengan a disposición, mayores caudales en sus viviendas lo cual desfavorece aotros sectores ubicados a cotas mayores.
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ALAnte esta situación, en estos sectores, y cuando el diámetro de la red es el mínimo
recomendable (40 mm), se deben generar pérdidas de carga adicionales, mediante lainstalación (en los puntos claves) de elementos limitadores de caudal.
Normalmente esto se lograría cerrando parcialmente las válvulas exclusas de esossectores, pero esto no resulta debido a que las mismas son de fácil acceso y genera elcontinuo manipuleo de las mismas generando conflictos entre los distintos sectoresinvolucrados, por lo tanto una manera sencilla de limitar el caudal es instalar en loslugares claves de la tubería un buje con un orificio calibrado, de manera que limite elcaudal hasta el valor deseado, pero deben identificarse perfectamente los lugares dondeestán instalados, para que en el caso que se obturen puedan ser fácilmente desobstruidos;además deben ser instalados con accesorios que permitan su desmontaje para la limpieza.
d) Conexiones Domiciliarias
La conexión de las viviendas a la red de distribución, se realiza mediante estos elementoscuya descripción se presenta en el manual de operación y mantenimiento de esta serie.
1.1.2 SISTEMAS CON FUENTE DE AGUAS SUPERFICIALES
Los sistemas de abastecimiento de agua con fuente superficial son escasos en nuestroPaís y se utilizan en zonas montañosas que permiten captar el agua a una altura suficientepara permitir llevar el agua por el sistema de gravedad hasta los usuarios.
En estos casos, la ubicación, caudal y calidad del agua, serán determinantes para laselección y diseño del sistema de abastecimiento a construirse. Es importante tener encuenta, que el caudal mínimo en época de estiaje, sea igual o mayor al requerido por elproyecto y las características hidrográficas de la cuenca, aseguren su continuidad.
Estos sistemas de abastecimiento de agua tienen los siguientes componentes:
• Obra de toma• Sistema de decantación y filtrado• Reservorio• Red de distribución• Conexiones domiciliarias y/o piletapública
1.1.2.1 OBRA DE TOMA
En el sitio elegido para la toma, se hará unaderivación hacia un cuenco de captaciónconstruido en mampostería de piedra brutaasentada en mortero de cemento y arena (verfigura 1).
Figura 1. Obra de toma
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El fondo del cuenco se construirá con el mismo sistema de los pavimentos tipo empedrado,con las juntas selladas con mortero de cemento. Este material (rocas) suele existir enabundancia en los sectores cercanos a los arroyos, o nacientes; en caso contrario puedeoptarse por otro tipo de material existente en la zona.
El cuenco deberá contar además, con un cerco de protección y un sistema de tapa queimpida la entrada de insectos y vegetación. Esta tapa removible puede ser construidacon un bastidor de madera y malla media sombra de PVC (del tipo utilizado eninvernaderos).
1.1.2.2 SISTEMA DE DECANTACIÓN Y FILTRADO
En la figura 1, se indica el esquema propuesto para la decantación y filtrado del aguacruda.
Figura 2. Esquema de funcionamiento del decantador y filtro
El Decantador está compuesto por uno o varios tubos de PVC de 300 mm de diámetro(de acuerdo al cálculo del diseño).
El proceso de sedimentación se produce debido al cambio de velocidad producido por elensanchamiento brusco de la sección por donde circula el agua.
El decantador posee además un sistema By Pass que permite realizar periódicamente lalimpieza del tubo.
Por su parte, el filtro consiste en un tubo del mismo material y diámetro que el decantador(sus dimensiones dependen del cálculo de la carrera del filtro). En la parte superior einferior del tubo se debe instalar una placa (de PVC o madera dura) perforada, quecumple la función de distribuir uniformemente el caudal de entrada y salida.
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ALTodas las tuberías y accesorios de unión entre el decantador y el filtro, serán de hierro
galvanizado.
El ensamble de este sencillo sistema no requiere mano de obra especializada y por lotanto puede emplearse mano de obra de la misma localidad, previa capacitación.
A continuación se presenta otra alternativa para el filtro, la cual puede ser utilizadacuando no es necesaria la utilización del decantador, por ejemplo cuando la fuente es unmanantial donde el agua está libre de sólidos sedimentables.
Figura 3. Esquema del filtro alternativo
El sistema de filtro está compuesto por dos tubos filtros de PVC de distintos diámetros(del tipo utilizado para revestimiento de pozos tubulares profundos). Se introduce el demenor diámetro (100 mm) dentro del de 128 mm y el espacio anular entre ambos serellena con grava seleccionada (material de prefiltro utilizado normalmente en los pozosprofundos).
El agua ingresa por las ranuras del tubo de mayor diámetro, pasa por el paquete de gravae ingresa a través de las ranuras al tubo de menor diámetro.
El tubo interior estará taponado en ambos extremos (tapones ciegos de PVC), pero enuno de los extremos se perforará e instalará un adaptador de hierro galvanizado, en elcual se conectará la tubería del mismo material que se utilizará para la salida del aguafiltrada.Este sistema de filtro se instalará apoyado en soportes, de modo que quede separadodel fondo a 30 cm.
El cuenco deberá contar con una tubería de descarga por el fondo, para permitir lalimpieza y mantenimiento del cuenco.
El sistema deberá contar también con un componente de desinfección, que para loscasos donde no haya energía eléctrica en el sitio donde deba inyectarse el desinfectante,existe en el comercio local una bomba dosificadora en que los caudales de llegada alreservorio puedan manejarse por gravedad.
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1.1.2.3 RESERVORIO
El reservorio se ubica en un sitio de tal maneraque se cargue por gravedad, a la vez debe estaren un punto lo suficientemente alto con respectoa las viviendas a servir, ya que la red dedistribución se alimentará por gravedad. Elvolumen debe ser el necesario para abastecer ala comunidad. Los tanques de fibra de vidrio,son los más indicados, ya que son de fáciltransporte e instalación. (Ver figura 4)
1.2 SISTEMAS COLECTIVOS DE SANEAMIENTO
Los sistemas colectivos de saneamiento incluyen todas aquellas soluciones alternativaspara la evacuación, disposición y tratamiento de las excretas y aguas residuales domésticasmediante sistemas de alcantarillado sanitario no convencionales. Dentro de estos sistemasalternativos se encuentran los alcantarillados simplificados, los alcantarilladoscondominiales y los alcantarillados de flujo decantado.
El principal objetivo que justifica la implantación de sistemas de alcantarillado sanitariono convencional, es lograr la universalización del servicio de alcantarillado al ofrecer alas poblaciones de bajos ingresos y aun a comunidades económicamente pudientes, unasolución efectiva y de bajo costo para la recolección y evacuación de las aguas residualesdomésticas, permitiendo mejorar la cobertura de este servicio.
La principal ventaja de los sistemas de alcantarillados no convencionales es reducircostos de construcción ofreciendo una solución técnicamente adecuada. Los sistemasde alcantarillado no convencionales se basan en tecnologías que permiten ahorros enagua y en varios aspectos de su construcción como excavaciones poco profundas,entibados de zanja sencillos, diámetros menores que los utilizados en los convencionalesy reducción en la cantidad y tamaño de las estructuras de mantenimiento con base en lascaracterísticas propias de esas tecnologías y en la posibilidad de aprovechar las siguientesinnovaciones:
• Con los equipos especializados de succión, presión e inspección desarrollados enlos últimos años, se facilitan considerablemente las labores de limpieza ymantenimiento en las zonas suburbanas permitiendo la construcción de cámaraso registros de inspección más espaciados y de menor tamaño o incluso sueliminación. En poblaciones pequeñas, las labores de limpieza y mantenimientose pueden llevar a cabo con equipos pequeños de bajo costo y fáciles de manejarpor las Juntas de Saneamiento.
• Con el uso de computadores y de los actuales programas de diseño se puedellegar a cálculos más confiables y más precisos para las condiciones hidráulicas de
Figura 4. Reservorio tipo
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ALautolimpieza. Aún cuando este manual solamente pretende presentar las
diferentes tecnologías a nivel descritivo, en este capitulo se incluirán algunoscriterios y parámetros de diseño de los Alcantarillados Sanitarios NoConvencionales.
• Con la adopción de periodos de diseño que no excedan los 20 años, se puedereducir considerablemente el costo inicial de la inversión dimensionándolos concondiciones de autolimpieza y con diámetros más pequeños. En otras palabras,cuando los periodos de diseño son demasiado largos, el flujo de las alcantarillasestará por muchos años por debajo del caudal de diseño generando un lucrocesante.
• Se pueden emplear tuberías con uniones elásticas herméticas a la exfiltración einfiltración de aguas subterráneas.
Para que estas tecnologías alternativas de saneamiento sean eficientes y seguras es muyimportante que se conozcan los requerimientos de operación y mantenimiento y se exijaun manejo adecuado a los operadores de estos sistemas, en especial cuando este manejocorra por cuenta de la comunidad. Lo anterior implica un trabajo de movilización deacciones educativas, de participación y de organización de la comunidad y con losoperadores y las autoridades administrativas y ambientales.
Los alcantarillados sanitarios no convencionales requieren mucha mayor definición ycontrol de las contribuciones de aguas residuales dada su mayor rigidez en cuanto aposibilidad de prestación de servicio a futuros usuarios no previstos, o a incrementos enla densidad de población y bajo ninguna circunstancia permiten el ingreso de aguaslluvias, ya sea desde las instalaciones internas de las viviendas o desde sumideros en lasvías, ni tampoco contribución de agua freática a la tubería, por lo que se impone el usode tuberías con uniones de sello elástico hermético.
1.2.1 REDES DE ALCANTARILLADOS SIMPLIFICADOS
Las redes de alcantarillado sanitario simplificado están formadas por un conjunto detuberías, equipos y accesorios que tienen la finalidad de recolectar y transportar losdesagües de las viviendas para su disposición final, ya sea en una planta de tratamientode aguas residuales o mediante interconexión a un alcantarillado convencional. Losalcantarillados simplificados difieren de los convencionales en la simplificación yminimización del uso de materiales y en los criterios de construcción que los haceasequibles a las comunidades de bajos ingresos que normalmente se beneficiarán con elsistema.
Reducen costos en tres formas: 1) por reducción del diámetro de la tubería; 2) poreliminación o reducción de las cámaras de inspección las cuales son sustituidas conaccesorios de inspección y limpieza de menor tamaño; y 3) por menor profundidad deredes incluso en vías vehiculares.
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Hidráulicamente se diseñan bajo las mismas suposiciones de flujo en régimen permanentey uniforme de los convencionales y a partir de las conexiones domiciliarias. En lo posiblese debe hacer uso de herramientas computacionales que incluyan como mínimo unanálisis de flujo gradualmente variado.
Las principales diferencias conceptuales de los alcantarillados simplificados con los
convencionales son las siguientes:
• Debido a que su trazado se hace por los andenes o las zonas verdes de éstos, suprofundidad de excavación es reducida al mínimo permitido en estas áreaspúblicas. Esto exige que en la mayoría de los casos sea necesario instalar tramosdobles, es decir, uno por cada andén y que en los cruces de calzadas y en laentrada de garajes sea necesario recubrir estructuralmente la tubería paraprotegerla del peso de los vehículos.
• Se pueden construir por etapas, de forma que haya equilibrio entre eldimensionamiento de las obras para atender las necesidades de la población y loscostos que puedan asumir.
• Se dimensiona de acuerdo con el consumo per cápita y las condicionessocioeconómicas de la población.
• La sedimentación en las tuberías se controla con el concepto de fuerza de arrastre,que resulta más práctico que controlar la sedimentación a través del criterio deuna velocidad mínima nominal.
• Requiere menos pozos de inspección y el costo de construcción de estas estructurases reducido debido a su poca profundidad. También se pueden usar accesorios deinspección y mantenimiento.
• Utiliza tuberías con uniones elásticas herméticas a fin de disminuir la infiltracióndel agua subterránea hacia el interior.
• La condición de lámina máxima de agua debe ser menor o igual que el 85% deldiámetro, a fin de no aumentar éste y permitir la libre circulación de gases.
• El diámetro mínimo aceptable es de 100 mm (4").
Los alcantarillados sanitarios simplificados son una solución costo efectiva paraasentamientos suburbanos o rurales de población nucleada donde la permeabilidad delsuelo hace imposible la infiltración de los efluentes de sistemas de tratamiento ydisposición in situ. Así mismo, no se consideran recomendables en áreas donde elterreno es demasiado plano, es decir, con pendientes de drenaje inferiores al 1%.
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AL1.2.1.1 TRAZADO DE LA RED Y SUS COMPONENTES
Ante todo es necesario definir el área del proyecto y cuáles serán las unidades mínimasde diseño en función de la operación hidráulica del alcantarillado, teniendo claramenteestablecido que será únicamente para recolección y evacuación de aguas residualesdomésticas. Con el fin de optimizar la longitud y profundidad final de los colectores sedeben analizar varias alternativas de trazado. De esta manera se reducirá el suministrode tuberías y el volumen de excavación con la consiguiente disminución de los costos deconstrucción.
Los componentes del alcantarillado simplificado, son:
1.2.1.2 CONEXIONES DOMICILIARIAS
Recogen las aguas residuales domésticas provenientes de la instalación sanitaria internade las viviendas y se conectan a la red principal del alcantarillado mediante semicodo yyee. Es conveniente dejar un registro o caja de inspección antes de la conexión paraefectos de mantenimiento. El diámetro interno mínimo es de 75 mm (3").
1.2.1.3 RED DE ALCANTARILLADO SIMPLIFICADO
Se instala a lo largo de los andenes y tiene como finalidad recolectar y transportar elagua proveniente de las conexiones domiciliarias hasta el punto de disposición. El diámetrointerno mínimo es de 100 mm (4").
1.2.1.4 ACCESORIOS DE INSPECCIÓN Y LIMPIEZA
Se trata de estructuras más simples y de menor costo que los pozos de inspección de losalcantarillados convencionales, ya que con los nuevos equipos mecánicos para limpiezade alcantarillados no es necesario que un trabajador baje por un pozo de registro paralabores de inspección y mantenimiento. Dependiendo del tipo de equipo de limpiezaque se tenga previsto, por ejemplo rotasondas mecánicas, estos dispositivos pueden sercajas cuadradas de ladrillo como se indica en la figura 5, o tubos prefabricados deconcreto de diámetro variable con su respectiva tapa a nivel del andén. Por eso esnecesario que para todo proyecto de alcantarillado simplificado se tenga una descripciónde los equipos de limpieza que se van a usar con sus especificaciones técnicas para deesta manera diseñar estos accesorios y definir su distanciamiento.
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Figura 5. Esquema de una caja de inspección de ladrillo con tapa de concreto
1.2.1.5 INTERCONEXIÓN A SISTEMAS CONVENCIONALES
Siempre que exista algún sistema convencional aledaño capaz, y que facilite lainterconexión, la manera más simple de hacerla es a través de un pozo de inspección yaexistente o construyendo uno nuevo intercalado en el tramo receptor.
1.2.1.6 CRITERIOS Y PARÁMETROS PARA EL DISEÑO
a) Velocidades
En conductos circulares, la velocidad mínima considera el caudal máximo horario paralas condiciones iniciales de operación y la velocidad máxima se calcula para el caudalmáximo horario al final del periodo de diseño. Las velocidades de flujo para los caudalesestimados deben ser:
• Velocidad mínima: 0,40 a 0,50 m/s• Velocidad máxima: 4,5 a 5,0 m/s
b) Tensión de arrastre
Para calcular la velocidad óptima en las tuberías de la red de alcantarillado simplificadoteniendo en cuenta su configuración y la sección mojada del conducto, se debe considerarel criterio de la tensión de arrastre que es el esfuerzo cortante ejercido por el líquidosobre el colector y sobre el material en él depositado. Para que no se presentesedimentación en las tuberías, el valor de la fuerza de tracción mínima debe ser de 0,15kg/m2 para la remoción de partículas de hasta 2,0 mm de diámetro.
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ALCuando no se desee diseñar con el criterio de tensión de arrastre, puede evitarse la
sedimentación controlando la velocidad de flujo real y no la velocidad nominal o a tubolleno fijándola en un valor superior a 0,40 m/s.
c) Diámetros mínimos en los alcantarillados simplificados
Para los tramos iniciales de un alcantarillado simplificado en comunidades pequeñas sepuede considerar el uso de tuberías con diámetro interno mínimo de 100 mm (4"), enlongitudes máximas de hasta 400 metros sirviendo hasta 50 viviendas. Para las conexionesdomiciliarias se puede usar tubería de 75 mm (3") de diámetro como mínimo. En zonasresidenciales se recomienda adoptar 150 mm (6") como diámetro mínimo de las tuberíascolectoras de alcantarillado sanitario y 100 mm (4") para las conexiones domiciliarias.
d) Caudales mínimos de diseño
En los tramos iniciales de colectores pequeños se recomienda usar un valor de 1,5 l/scomo el flujo simultáneo mínimo.
e) Pendiente de las alcantarillas
La pendiente mínima que se debe adoptar para autolimpieza no depende directamentedel diámetro de los colectores, sino del flujo que transporta. Una tubería de diámetropequeño se mantendrá más limpia que una tubería más grande colocada con la mismapendiente. La mejor manera de determinar la pendiente mínima de un colector esaplicar la expresión hidráulica:
RS
γ
τ=
Donde:
S = pendiente mínimaτ = esfuerzo cortante medio en N/m2
γ
= peso específico del agua residual en N/m3R = es el radio hidráulico
f) Profundidad del flujo en las tuberías
Se deben diseñar bajo la condición de lámina de agua máxima del 85% del diámetro ymínima del 20% del diámetro. De este modo se hace el mejor uso posible de las tuberíasdel alcantarillado lográndose las dos condiciones de velocidad mínima y máxima.
g) Profundidad de instalación de las tuberías
En los tramos iniciales la profundidad mínima de instalación de las tuberías debe sersuficiente para permitir que todas las conexiones domiciliarias de las viviendas puedandrenar con fluidez. En los andenes, en las zonas verdes de los andenes y en las callespeatonales la cobertura mínima es de 0,60 m y bajo el pavimento de la calle estacobertura mínima debe ser de 1,00 m, a menos que se use un recubrimiento de protecciónque evite su aplastamiento.
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1.2.2 ALCANTARILLADOS CONDOMINIALES
El sistema condominial de alcantarillado es una solución eficiente y económica paraalcantarillado tipo separado, desarrollada en Brasil en la década de 1980 y de aplicacióncreciente en varios países latinoamericanos. El alcantarillado condominial recoge lascontribuciones de las viviendas con uno o varios tramos de tubería privada que finalmentese conectan a la red local o pública de alcantarillado sanitario convencional o simplificadoen un pozo de inspección.
En el sistema convencional, cada predio con frente al alcantarillado se considera comousuario y está servido a través de una conexión domiciliaria individual. En el sistemacondominial el usuario pasa a ser parte de un conjunto de unidades unifamiliares omultifamiliares que conforman un condominio con una conexión a la red local dealcantarillado sanitario. Aquí el usuario es el condominio.
Las características técnicas del sistema de alcantarillado condominial dan sustentabilidady gran capacidad de adaptación a las más diversas situaciones físicas y condiciones socio-culturales favoreciendo su aplicación en asentamientos informales. También en aquellasmunicipalidades que tienen un considerable rezago en la cobertura de alcantarillado oausencia total de este servicio domiciliario o en aquellos asentamientos rurales depoblación nucleada concentrada y donde no resulten más económicas y apropiadas lassoluciones individuales in situ.
1.2.2.1 TRAZADO DE LA RED Y SUS COMPONENTES
El enfoque del diseño de una red de alcantarillado condominial se basa ante todo en laidentificación, mediante procedimientos topográficos y altimétricos, de las microcuencasdonde están ubicadas o se ubicarán las manzanas o conjuntos de casas, con el fin dedefinir el perímetro y dimensionamiento más eficiente del condominio en función de sudesagüe. Hay un cambio en la concepción del trazado de la red de alcantarilladocondominial el cual busca aprovechar al máximo las pendientes del terreno para recogerla mayor cantidad de contribuciones individuales antes de su entrega al alcantarilladopúblico o a un sistema de tratamiento de aguas residuales. Los componentes delalcantarillado condominial, son:
1.2.2.2 RED CONDOMINIAL
Es la tubería de alcantarillado sanitario ubicada a lo largo de andenes o antejardines, delfondo o la mitad de los lotes de una urbanización, la cual recolecta las contribuciones deaguas residuales domésticas de cada vivienda. Si se trata del diseño de una urbanizaciónnueva que adopta esta tecnología, la red condominial podrá localizarse por el fondo opor el medio de los lotes, siempre y cuando la pendiente del terreno garantice unavelocidad de arrastre que disminuya a futuro el riesgo de taponamientos y rebose dentrode los predios. Para el caso de adoptar esta solución en comunidades ya establecidas, eltendido de la red condominial debe hacerse por la zona de los antejardines o en últimocaso por el andén.
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ALPara ramales instalados por la acera se recomienda recubrirla en concreto en los sectores
de tráfico vehicular en los cruces de calles o entradas a los garajes.
Figura 6. Esquema de un alcantarillado condominial
1.2.2.3 TRAMO O RAMAL CONDOMINIAL
La red condominial está constituida por tramos sencillos, o sucesivos de tuberías, o quesiguen el contorno de una manzana, reciben las contribuciones individuales y finalmentedescargan en la red local de alcantarillado sanitario. De esta manera el tramo o tramosde la red condominial exigen la mayor longitud sin representar ningún aumento en laslongitudes de la red local de alcantarillado sanitario.
Los tramos están definidos por los registros o cajas de inspección y su longitud varía deacuerdo a la opción elegida.
Tabla 1. Longitudes usuales de los tramos condominiales de acuerdo a su ubicación
1.2.2.4 REGISTRO O CAJA DE INSPECCIÓN
Es el dispositivo instalado para recibir la tubería de desagüe de la instalación sanitaria decada vivienda, uno por cada lote y además sirve para la inspección de los tramoscondominiales. Su concepción funcional es similar a la de los pozos de inspección de losalcantarillados convencionales.
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Se trata de un cilindro vertical prefabricado en plástico (PVC, poliuretano, polietileno, oplástico reforzado con fibra de vidrio), concreto simple, o construido in situ en ladrillo, endiámetros que varían de 0.45 m para profundidades de zanja hasta 0.90 m ó de 0.60 mde diámetro interno para profundidades entre 0.90 y 1.20 m. También se puede construiren mampostería de ladrillo con sección cuadrada de 0,45 x 0,45 m.
Está destinado a conectar dos o más tramos condominiales y hace posible los cambiosde dirección de éstos, pero su función principal es permitir las inspecciones y limpieza delas obstrucciones del alcantarillado. Lleva una tapa abisagrada, o ajustada al cilindro, lacual se coloca a nivel del andén o de la rasante del patio o antejardín y se instala sobreuna base prefabricada o fundida en concreto.
1.2.2.5 RED LOCAL DE ALCANTARILLADO SANITARIO O RED PÚBLICA
Está formada por los colectores que se ubican en la vía pública y recolectan los desagüesde los ramales condominiales. Son en esencia la red del sistema de alcantarillado sanitarioconvencional, con la diferencia de que no recibe contribuciones a lo largo de la red. Lascontribuciones son puntuales hechas a través de pozos de inspección.
Las redes principales de este alcantarillado son de propiedad del operador del sistemalocal de alcantarillado sanitario, el cual es responsable por su operación y mantenimiento.
1.2.2.6 CRITERIOS PARA EL DISEÑO
Los pasos a seguir para el diseño de un alcantarillado condominial son los siguientes:
1.2.2.7 DELIMITACIÓN DEL CONDOMINIO
El condominio se debe delimitar por calles y/o vías peatonales de acuerdo con la cuadraurbana, pero teniendo siempre presente la pendiente del terreno y los límites de lamicrocuenca. El condominio se constituye en la unidad básica para el diseño, participaciónde la comunidad, decisión y administración del sistema. La red de alcantarilladocondominial es considerada como el componente privado del sistema cuyo mantenimientoes de responsabilidad de los usuarios.
1.2.2.8 TRAZADO DE LA RED CONDOMINIAL
El trazado de la red de alcantarillado condominial se realiza después de la definición decada condominio y está compuesto de planos preparados basándose en levantamientostopográficos de campo simplificados, es decir, con los detalles suficientes de planimetríay altimetría para la construcción de los tramos condominiales. Aquí se define por dóndese van a instalar los tramos condominiales: ya sea por el fondo del lote, por el antejardíno por el andén.
1.2.2.9 REQUISITOS MÍNIMOS DE LOS TRAMOS CONDOMINIALES
a) Diámetro interno real mínimo
El diámetro interno real mínimo recomendado en las redes de recolección y evacuación
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ALde aguas residuales que utilicen alcantarillados tipo condominial, es de 100 mm (4").
Este diámetro puede utilizarse en los tramos iniciales de la red condominial y en lossiguientes, siempre y cuando la fuerza de arrastre no sea inferior a 1,0 Pascal y la secciónmojada no pase del 85% del diámetro. Esa condición también es válida para tamaños de150 mm (6") y superiores.
b) Profundidad de los tramos
Deberá ser tal que permita recibir por gravedad el desagüe de la instalación sanitaria decada vivienda, esté por debajo de la conexión predial del vecino garantizando que éstesea atendido y quede protegida contra el tráfico vehicular u otros impactos. Para obtenerel menor volumen de excavación y siempre que sea posible, la pendiente de la tuberíadeberá ser igual a la del terreno, siempre y cuando se cumpla con el criterio deautolimpieza.
Los recubrimientos mínimos de la tubería para los tramos ubicados dentro de los lotesresidenciales, por tratarse de áreas protegidas, es de 0.30 m; de 0.60 m para los ramalesexternos ubicados bajo las aceras públicas y de 0,85 m para la red principal que se instalepor la calzada pública.
c) Cámaras o registros de inspección de los tramos condominiales
Son cilindros verticales de ladrillo pegado con mortero de 0,45 m de diámetro interno,siempre que la profundidad de la tubería sea de hasta 0,80 m. a partir de esta profundidady hasta 1,20 m, deberán ser de 0,60 m de diámetro interno. También pueden ser desección cuadrada de 0,45 m x 0,45 m interior, o de 0,60 x 0,60 para la profundidad mayor.
Las cámaras prefabricadas en PVC o concreto simple son más convenientes porquefacilitan la ejecución de los trabajos principalmente en las obras realizadas con la utilizaciónde mano de obra de la comunidad. En cualquiera de los dos casos se les coloca una tapacircular de PVC o concreto y el conjunto se instala sobre una base de concreto simple, lacual va conformada con cañuelas iguales al diámetro de la batea de los tubos.
Las cámaras o registros de inspección se instalan uno por cada lote, tienen distanciasmáximas entre sí de 25 metros cuando los tramos condominiales se instalan dentro dellote y como máximo cada 50 metros cuando el tramo condominial se instala por elandén. El material utilizado es comúnmente el tubo de concreto simple prefabricado alcual se le coloca una tapa circular de concreto.
d) Cámaras de inspección para la red pública
Aquí, donde las profundidades de la red principal fluctúan entre 0,85 y 1,20 m se debenutilizar pozos o cámaras de inspección del diseño convencional construidas in situ oprefabricadas
Estos pozos de inspección deben construirse en los siguientes casos:
· En la unión de dos o más tramos de colectores públicos;· En lugares de cambios de dirección y de pendiente del colector;
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· A lo largo de la red principal, cada 100 m o fracción;· En el inicio de la red principal.
Los pozos de inspección con caída o cámaras de caída se consideran estructuras especialescuando la diferencia de nivel entre la tubería afluente y el fondo del pozo es mayor a 75centímetros.
1.2.2.10 RED LOCAL DE ALCANTARILLADO SANITARIO O RED PÚBLICA
Para el diseño de los tramos de la red local de alcantarillado sanitario o red pública sebusca el trazado geométrico que aproveche la conformación de circuitos cerrados, con elpropósito de compensar el flujo de los caudales.
Figura 7. Esquema de condominial empatando a convencional
1.2.2.11 PARÁMETROS DE DISEÑO HIDRÁULICO
a) Periodo de diseño
El periodo de diseño del proyecto está relacionado con el tiempo previsto para que elsistema funcione antes de alcanzar la saturación. Se recomienda para este caso enparticular adoptar un periodo de diseño de 15 años.
b) Cálculo de la población futura
La población actual del proyecto se estimará con base en información oficial, peroadicionalmente el diseñador deberá verificar sobre la existencia de información de lapoblación beneficiaria del proyecto.
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ALLos estimativos de población futura deben basarse en los procedimientos usualmente
empleados para diseños de este tipo de proyectos.
Además del conocimiento de la población futura, el proyecto necesita conocer cuál es laposible distribución de la población.
c) Densidad de población
Para el cálculo de la población que será atendida en los proyectos de los sistemascondominiales, se deben adoptar los valores para las condiciones actuales delasentamiento objeto del estudio. Un valor de referencia puede ser:d = 6,0 hab./ lote unifamiliar
d) Caudales de diseño
El dimensionamiento del sistema debe ser realizado para dos situaciones:
• El caudal inicial para el año cero, que se calcula sobre las bases de datos y estudiosdel consumo de agua de la población.
• El caudal final estimado para la población al final del periodo del proyecto.
El dimensionamiento hidráulico de los conductos debe atender a los caudales máximosdiarios (QMD) y horarios (QMH). Usualmente lo que se hace es estimar los caudales yrecurrir a los mismos coeficientes K
1 y K
2 de mayoración, empleados en los proyectos de
sistemas de abastecimiento de agua.
Las redes son proyectadas para contribuir con los caudales domésticos y no domésticos(públicos, comerciales e industriales). Con los datos relativos de consumo de agua y depoblación, los caudales de aguas se determinan con las ecuaciones siguientes:
• Caudales domésticos (Qdom)
Para el caso de habitaciones unifamiliares, y asumiendo un caudal de retorno de aguasresiduales del 85%, el caudal máximo doméstico está dado por la fórmula:
400.8685,0, 21 KxKxpxq
máxQdom =
Donde:
q = consumo de agua per cápita, en l/s;p = número de habitantes, en hab.;K1 = coeficiente del día de mayor consumo, adimensional;K2 = coeficiente de la hora de mayor consumo, adimensional.
• Caudales no domésticos (Qnod)
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En los casos de lotes de instituciones públicas, comerciales, escuelas, industriales y deotras instalaciones, se presentan consumos de agua más elevados que el doméstico.Estos deben tener sus caudales cuantificados y considerados de forma puntual paraefecto del dimensionamiento de la red principal. Los caudales no domésticos sedeterminan en función a los consumos per cápita y para diferentes tipos deestablecimientos.
• Caudales de diseño máximo y mínimo
Para la determinación de los caudales máximos diarios y horarios de diseño, se debenconsiderar los caudales domésticos y no domésticos.
e) Cálculo hidráulico
Los tramos de alcantarillado sanitario condominial se calculan como conductos libres desección circular para escurrir a 85% de la sección del caudal máximo horario al final delproyecto.
f) Velocidad máxima
El límite máximo de velocidad evita la acción erosiva de partículas sólidas duras quepuedan ser transportadas por las aguas residuales y depende del material de la tubería.Para tuberías de PVC la velocidad máxima permitida es de 5.0 m/s. Esta se puedesobrepasar siempre que se mantenga la condición de lámina de agua máxima del 85%del diámetro.
En conductos circulares la velocidad máxima se debe calcular para el caudal máximo alfinal del periodo de diseño.
g) Velocidad mínima
En conductos circulares la velocidad mínima debe calcularse considerando el caudalmáximo al comienzo de la primera etapa y ésta no debe ser inferior a 0.45 m/s y debeestar acorde con el criterio de auto limpieza.
1.2.3 TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
Para evitar las estructuras de transporte y bombeo de las aguas residuales, éstas pueden sersubstituidas por pequeñas unidades locales de tratamiento. Estas unidades utilizan tecnologíasencilla y procesos biológicos para asegurar una forma racional y segura de devolución de losafluentes a los cuerpos receptores (ríos, riachuelos, arroyos, lagunas, etc.).
Los tipos de plantas de tratamiento más utilizados son:• Conjuntos de pozos sépticos y filtros anaerobios de flujo ascendente;• Reactores anaerobios de flujo ascendente;• Lagunas anaerobias y/o facultativas.
La adopción de una u otra solución depende de factores como:• Población total servida por el sistema;
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AL• Disponibilidad de área;
• Riesgos de olores;• Facilidad de manejo;• Costo de construcción, operación y mantenimiento.
La adopción del sistema condominial, con la formación de microsistemas independientesde recolección y tratamiento de los desagües, permite la implantación de sistemascompletos, resolviendo uno de los más graves problemas de saneamiento que es lacontaminación del medio ambiente a través de las descargas en bruto de los sistemas dealcantarillado sanitario, en los cuerpos receptores.
1.2.4 ALCANTARILLADOS DE FLUJO DECANTADO4
El Alcantarillado de Flujo Decantado es un sistema cuya característica principal es separarlos sólidos y las grasas de la porción líquida de las aguas residuales domésticas a travésde un tanque denominado interceptor, en el cual además se producen procesos sépticosprimarios de estabilización de la materia orgánica sedimentada.
Por tal motivo, aparte del colector del inmueble que recoge las aguas provenientes de lasinstalaciones internas de la vivienda, los dos componentes principales de este tipo desistemas son: los tanques interceptores y las redes recolectoras de pequeño diámetro.Cuenta además, igual que en los sistemas convencionales, con otras instalaciones talescomo cajas de inspección, registros de limpieza, sistemas de tratamiento secundario,estructuras de entrega y, eventualmente, con sifones invertidos, cámaras de caída,estaciones de bombeo y pasos elevados.
Figura 8. Esquema general de un Alcantarillado de Flujo Decantado
4 Información tomada del documento Guías Técnicas del Alcantarillado de Flujo Decantado, William Carrasco, JaimeChavez y Gonzalo Medina, Ministerio de Desarrollo Económico de Colombia, 1995
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Un requisito previo para la selección de esta tecnología es el aseguramiento de ladisponibilidad de equipos mecánicos para la extracción periódica de los lodossedimentados en los tanques interceptores que deben quedar ubicadas en la zona delandén cerca de la calle. También debe estar asegurada la disposición sanitaria de estoslodos en plantas de tratamiento de aguas residuales o en terrenos apropiados para ello.Los equipos más indicados para esta labor son los de succión – presión utilizados para elmantenimiento de los alcantarillados convencionales. No se recomienda la extracciónmanual de los lodos.
Figura 9. Esquema del Alcantarillado de Flujo Decantado
1.2.4.1 INSTALACIONES SANITARIAS INTERNAS
Comprende todos los accesorios, tubos de desagüe, aparatos y equipos requeridos parala evacuación de las aguas servidas dentro de una vivienda, tales como: lavamanos,sifones de duchas, lavaplatos, lavaderos, inodoros, tasas sanitarias, tuberías cortas, cajasde inspección y/o paso, trampas de grasa y tubos de ventilación. En la figura 9 sepresenta una alternativa de conexión de las instalaciones sanitarias internas con eltanque interceptor.
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1.2.4.2 CONDUCCIÓN HASTA EL TANQUE INTERCEPTOR
Una vez definido el tipo y la ubicación de las instalaciones sanitarias y la del tanqueinterceptor, se recomienda reunir en una caja o mediante accesorios, todos los flujos enuna sola tubería de 100 mm como diámetro mínimo y 2% de pendiente minima, de talmanera que ingrese al tanque en forma horizontal por uno de sus extremos, en elsentido de la mayor longitud.
Cuando no se disponga de espacio suficiente, se podrá ubicar la unidad sanitaria encimadel tanque, tomando las precauciones del caso para evitar que el ingreso de los líquidosen forma vertical produzca turbulencia o remoción de sólidos en el mismo.
Figura 10. Disposición de la unidad sanitaria y el tanque interceptor
Figura 11. Esquema de instalación sanitaria sobre el tanque interceptor
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1.2.4.3 TANQUE INTERCEPTOR
Los tanques interceptores son estructuras de sedimentación utilizadas para asegurar lareducción de sólidos en las redes.
Se recomienda la utilización de tanques unicamerales, ya que la sedimentación que seobtiene en una sola cámara es suficiente para la reducción de sólidos que requierenvelocidades con pendientes del 1% en las redes.
De igual manera, se recomienda la utilización de tanques individuales para cada vivienda,ya que es usual el fuerte rechazo a compartir el tanque con el vecino. Los tanques paraun número plural de viviendas encarecen el sistema por las especificaciones para la redde descarga al tanque.
a) Volumen requerido de sedimentación
Para el dimensionamiento del tanque interceptor es necesario calcular el tiempo dedetención hidráulica, para lo cual se emplea la siguiente fórmula:
td= 1,5 – 0,3 * Log (P * Q)
Donde:t
d = Tiempo mínimo de detención hidráulica en días
P= Población servida (No. De habitantes /tanque interceptor)
Q= Aporte de aguas residuales en litros/habitante-día
El volumen en metros cúbicos requerido para la sedimentación (Vrs), se determina de la
siguiente manera:
P * Q * td
Vrs
= ——————————1000
Y la altura requerida de sedimentación, será:
Vrs
hrs
= ——————A
Donde: A = Area de superficie del tanque en m2
Esta altura requerida de sedimentación deberá ser como mínimo de 375 mm, de loscuales, 75 mm serán la distancia entre la parte inferior de la espuma sumergida y la parteinferior del dispositivo de salida. Los restantes 300 mm, serán la distancia mínima entrela parte superior de los lodos y la misma parte inferior del dispositivo de salida, tal comose indica en la figura 11.
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Figura 12. Detalles del tanque interceptor
b) Volumen de lodos
Al volumen requerido de sedimentación deberá sumarse el volumen en metros cúbicosde lodos (V
l), dado por la siguiente fórmula:
T l *P * N
Vl = —————————
1000
Donde:V
l = Volumen para lodos en m3
T l = Tasa de acumulación de lodos en litros/habitante-año
P = Población servida por cada tanque interceptor
N = Número de años entre operaciones de limpieza
Y la altura de lodos (hl) será:
Vl
hl = ——————
A
Donde: A = Area de superficie del tanque en m2
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La tasa de acumulación de lodos corresponde al efecto combinado de almacenamiento ydigestión que se produce en el tanque interceptor. En consecuencia, el volumen final delodos depende de la temperatura, la configuración del tanque, el tiempo de detenciónhidráulica y el régimen alimenticio de la población.
Un valor recomendado de tasa de acumulación de lodos puede estar alrededor de los 25litros/hab-año5, con un minimo de 10 litros/hab-año6 y un máximo de 70 litros/hab-año7.
C) Volumen de natas
El tanque interceptor deberá incluir también un volumen disponible para elalmacenamiento de natas y espumas no sumergidas en la fase líquida del tanque y unvolumen libre para aireación. El almacenamiento de natas y espumas es, principalmente,función e la producción de grasas a partir de las aguas grises y el uso de papel higiénico.
La experiencia indica que la altura de las natas en general no exederá los 150 mm, conaproximadamente un 70% de la nata sumergida dentro de la fase líquida del tanque. Unatasa confiable de acumulación de natas puede ser de 3,5 litros/habitante-año.
Para determinar la altura de las natas, se empleará la siguiente fórmula:
T n
*P * NV
n = —————————
1000
Donde:V
n = Volumen para natas en m3
T n
= Tasa de acumulación de natas en litros/habitante-año
P = Población servida por cada tanque interceptor
N = Número de años entre operaciones de limpieza
Y la altura de lodos (hn) será:
Vn
hn = ——————
A
Donde: A = Area de superficie del tanque en m2
5 Tasa de acumulación de lodos obtenida para un tanque unicameral con un volumen de digestión de 170 litros a unatemperatura de 28 oC, con una eficiencia en remociónd e DBO del 40%
6 Valor deducido del proyecto ASAS en Cartagena (Colombia) en 1981.7 Promedio calculado en 205 tanque interceptors en Norteamérica.
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ALFinalmente, la altura del borde libre debe ser como mínimo de 100 mm, más la altura d
ela nata no sumergida.
Para garantizar que parte de la nata sumergida no sea arrastrada por el flujo de salida, sedebe instalar un niple en la parte inferior de la tee de salida, de tal manera que segarantice como mínimo una distancia de 75 mm entre la parte inferior de la espumasumergida y la parte inferior del niple.
d) Dimensionamiento del tanque interceptor
Para dimensionar el tanque, se recomienda utilizar las siguientes proporciones:
Largo = Entre 1.5 y 2 veces el anchoAltura = Entre 1.0 y 2.0 veces el largoArea = Largo * Ancho
Es preferible diseñar un solo tanque para la vivienda típica por:
a. La dispersión de los grupos de vivienda según el número de ocupantes,b. El número preponderante de ocupantes de la vivienda promedio o “vivienda
típica”.c. La variación estacional u ocasional e imprevisible de los ocupantes de muchas
viviendas, usualmente por razones laborales.d. Economía y facilidad para la construcción y monitoreo de operación.e. Ser menos costoso y más práctico vaciar los tanques según la acumulación real de
lodos y natas.
1.2.4.4 REDES DE COLECTORES
Las tuberías de la red de colectores se deben diseñar como conducciones en las quepueden alternar el escurrimiento libre por gravedad y el flujo a presión, haciéndose elanálisis por separado para los tramos correspondientes.
Las recomendaciones para el cálculo hidráulico, diámetros mínimos, pendientes yprofundidad mínima de las redes de colectores, son las mismas que se presentaron paralas redes de alcantarillados simplificados y las de alcantarillado condominiales.
1.2.4.5 CAJAS DE INSPECCIÓN Y REGISTROS DE LIMPIEZA
La caja de inspección y el registro de limpieza pueden ser utilizados indistintamente parala inspección y mantenimiento de las tuberías. Sin embargo, este último, consistente enun segmento de tubo (con tapa removible) colocado en forma vertical (chimenea) através de una Y, sobre los colectores, es más recomendable, debido a su mayor seguridady hermeticidad evitando así el ingreso de aguas lluvias, basuras, tierra y toda clase deelementos extraños (ver figura 12).
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Figura 13. Esquema general de un registro de limpieza
En algunos casos especiales se requieren las cajas, como por ejemplo, en confluenciasimportantes de tuberías, en los cambios de diámetro o pendiente, en cambios de direccióny en aquellos sitios donde haya cambios de materiales de las tuberías. En cualquier caso,la mayor distancia entre cajas de inspección o entre registros de limpieza no excederá los150 metros.
Figura 14. Planta y corte de una caja de inspección típica
2. SOLUCIONES TECNOLÓGICAS INDIVIDUALES
2.1 ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA VIVIENDAS DISPERSAS
En este numeral veremos algunos criterios básicos y requisitos mínimos que debenreunir las diferentes alternativas tecnológicas para el abastecimiento de agua a viviendasrurales dispersas donde no es posible o es impracticable desarrollar sistemas colectivoscon suministro de agua domiciliaria.
Las alternativas tecnológicas para abastecimiento de agua son aquellos esquemas noconvencionales compuestos principalmente por soluciones individuales o multifamiliares,dirigidas a aprovechar pequeñas fuentes de agua que normalmente demandan eltransporte, almacenamiento, clarificación y desinfección del agua a nivel intradomiciliario.Estas alternativas tecnológicas están compuestas por los siguientes sistemas:
- Captación de agua subterránea como solución individual.- Captación y almacenamiento de agua lluvia.- Medios alternativos de almacenamiento de agua en las fincas.- Bombeo de agua.- Pretratamientos.- Clarificación del agua.- Filtración.- Desinfección.
2.1.1 CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA COMO SOLUCIÓN INDIVIDUAL
Cuando hay disponibilidad permanente de agua subterránea cerca de la vivienda rural,ésta se puede captar por gravedad o bombeo teniendo en cuenta los diferentes tipos defuente subterránea que se relacionan a continuación:
2.1.1.1 MANANTIALES
Llamados también nacederos, son aguas subterráneas que afloran a la superficie y sepresentan con frecuencia en forma de pequeños pozos, encharcamientos o lugareshúmedos al pie de las colinas o a lo largo de las orillas de los ríos.Los manantiales pueden proporcionar agua potable a bajo costo. En lo posible debenbuscarse afloramientos de agua con nivel por encima de la vivienda para que sus aguaspuedan conducirse por gravedad, por lo que es importante conocer la topografía delterreno. Si esta condición es posible, constituyen una excelente solución pero esimprescindible mantener la vegetación de la zona circundante e investigar la presencia
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de posibles fuentes de contaminación que puedan alterar la calidad del agua del manantial.Antes de iniciar su acondicionamiento debe hacerse una inspección visual minuciosa con elfin de obtener información sobre el origen del agua subterránea, la naturaleza de la capaacuífera, la calidad del agua, la escorrentía de las aguas lluvias aferentes al manantial enépocas de invierno y el rendimiento del manantialdurante las distintas épocas del año.
La cantidad de agua que brota de un manantialpuede aumentarse a menudo considerablementehaciendo una excavación alrededor del mismohasta encontrar una capa impermeable a fin deretirar el fango, las rocas fracturadas y otrosfragmentos de materia mineral.
Figura 15. Manantial excavadoEl mejoramiento y protección de los nacederosde agua consiste en las siguientes prácticas:
- Limpieza del lugar del nacedero y áreas aledañas hasta localizar todos los puntosde afloramiento de agua. En caso de haber material suelto, éste se debe extraer ycontinuar la excavación hasta encontrar suelo firme.
- Construcción de una estructura que aísle y proteja el afloramiento principal.- Construcción de zanjas de drenaje para conducir a esta estructura los afloramientos
secundarios.- Estructura de almacenamiento con rebose hacia el escurrimiento natural del
nacedero. Esta estructura de almacenamiento deberá estar conectada a la tuberíade aducción a través de una válvula ocompuerta.
- Construcción de zanjas para desviar laescorrentía superficial de agua lluvia, si éstapuede venir contaminada por suelos agrícolaso actividad humana.
La Guía para el diseño y construcción de captación demanantiales de la OPS/CEPIS/04.107 UNATSABAR,Lima 2004, es un documento técnico que proporcionalos elementos necesarios para asegurar el diseñoadecuado y la construcción de este sistema decaptación de agua.
2.1.1.2 ALJIBES
Son pozos de poca profundidad excavados a mano.Cuando dentro de la finca se tiene la certeza de laexistencia de aguas subterráneas poco profundas, esdecir con nivel freático cercano a la superficie del
Figura 16. Aljibes para extracción de agua
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ALterreno, la construcción de aljibes constituye una
forma ideal de captarla, pero su extracción debehacerse mediante bombeo o formas elementales deextracción segura. Su construcción es relativamentesencilla pero de mucho cuidado, pues es necesarioexcavar verticalmente el suelo con herramientasmanuales a profundidades que pueden variar entre 3y 10 metros. Estos aljibes tienen generalmente undiámetro interno mínimo de 1,20 metros y si laestabilidad del terreno lo permite y la excavación estábien apuntalada para evitar el derrumbamiento desus paredes, el revestimiento de éstas puede hacerseen mampostería de piedra o ladrillo a junta perdida,es decir, que el mortero de pega de estos elementosno cubra todas las superficies de contacto, con el finde que por las cavidades que quedan se filtre el aguade terreno hacia el interior del aljibe.
Sin embargo, el proceso de construcción másrecomendado para seguridad de los constructores es bajar la excavación a mano hastauna profundidad no mayor de un metro para ir hincando tuberías de concreto de 1,20 mde diámetro interno hasta encontrar el nivel freático. Dichos pozos se dotan de sistemasde extracción que pueden ser motobombas eléctricas, compresores o mediante bombasde pistón accionadas por turbinas eólicas (molinetes movidos por el viento).
Hay que tener en cuenta también que bajo el fondo de muchos arroyos que se secan enverano se encuentran corrientes de agua que pueden ser aprovechadas mediante laconstrucción de aljibes ubicados convenientemente para que no interfieran el curso delagua en época de invierno.
2.1.1.3 GALERÍAS FILTRANTES
Este es un sistema de captación de aguas subterráneas ubicadas bajo terrenos de laderapróximos a ríos o lagos. Esta solución puede resultar la más indicada cuando se deseaobtener caudales que puedan satisfacer la demanda de agua para vivienda rural decentros poblados, especialmente si se trata de aprovechar un acuífero productivo.
Las galerías filtrantes son excavaciones aproximadamente horizontales, es decir, con unaligera pendiente ascensional para asegurar su drenaje y son construidas con la mismageometría y procedimientos de construcción de los túneles de las minas para extraerminerales como carbón. En la medida que se avanza la excavación se van apuntalandolas paredes y la bóveda con soportes de madera y tablas. Su construcción se inicia con unportal o boca de entrada desde donde se procede a excavar la galería propiamentedicha, buscando que la solera o parte inferior del túnel quede ubicada por debajo delnivel del agua en la zona de saturación y la parte superior o bóveda en la zona húmeda.El agua que brota de la bóveda, paredes y solera es recolectada y conducida por un canalconstruido en el fondo de ésta.
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Existen diferentes técnicas para la construcción de las galerías filtrantes, pero la seccióntransversal debe tener dimensiones suficientes como para permitir el desplazamientode los equipos de excavación y de las personas encargadas de su construcción. Lassecciones mínimas son de 1,80 metros de altura x 1,20 metros de ancho y pendientes delpiso entre 0.01 y 0.1%. Para facilitar los trabajos deben excavarse pozos de ventilacióncada 50 metros a fin de ventilar la galería y para retirar los materiales provenientes de laexcavación.
La construcción de las galerías requiere de una cuidadosa planificación de los trabajos ysu diseño debe estar soportado por estudios geotécnicos y de prospección de aguasubterránea para asegurar el buen funcionamiento de las mismas. Con base en estosestudios se debe escoger cuidadosamente el método constructivo para evitar accidentespor derrumbamiento durante su construcción y posteriormente durante su operación.El diseño dependerá en todo caso del tipo de material a excavar y su profundidad está enfunción del caudal que se quiera aprovechar. A la salida de la galería se debe construir untanque de almacenamiento o represa con una compuerta o válvula desde donde seinstala la tubería de aducción.
Figura 17. Diagrama de construcción de galería filtrante
Las galerías filtrantes modernas se asemejan más a un dren, es decir, están constituidaspor una tubería metálica perforada que se hinca en dirección aproximadamente hori-zontal, con la ayuda de perforadoras rotatorias, utilizando una técnica similar a laexcavación y entubamiento de un pozo profundo. Al igual que en las galerías filtrantesexcavadas a mano, el hincamiento de la tubería se hace con una ligera pendienteascendente que se direcciona hacia el interior del terreno de ladera en busca de puntosinferiores al nivel freático, de tal manera que permitan drenar un cierto caudal de aguasubterránea.
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ALLa Guía de diseño para galerías filtrantes para pequeñas localidades de la OPS/CEPIS/
03.78 UNATSABAR, Lima 2003, es un documento técnico que proporciona los elementosnecesarios para asegurar el diseño adecuado de este sistema de abastecimiento deagua.
2.1.1.4 POZOS PROFUNDOS PERFORADOS MANUALMENTE
Son perforaciones verticales de pequeño diámetro quese hacen en el suelo atravesando diferentes estratosgeológicos entre los que pueden haber acuíferos. Elproceso de perforación cambia de rendimiento deacuerdo al estrato que está atravesando y ladeterminación de si éste es un acuífero o no, se hacecon base en las muestras que se van extrayendo.Existen métodos mecanizados y manuales paraperforar pozos. Existen diversos métodos deperforación manual, la mayoría de los cuales son porpercusión.
El procedimiento aquí recomendado fue adaptado porel Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria yCiencias del Ambiente (CEPIS), la OrganizaciónPanamericana de la Salud (OPS) y combina al mismotiempo las técnicas de rotación y percusión, donde elorigen de la fuerza motriz es la fuerza humana de los operadores o perforadores. Con laayuda de una torre de 3 patas dotada con una polea en la cúspide, se levantan y se dejan
caer libremente barras de perforación que llevan unabroca en la punta, que después de quedar enterradasen el suelo, se giran manualmente en el sentido de lasmanecillas del reloj y de esta manera se va extrayendoel material rocoso por abrasión del mismo.
Este sistema de perforación de tipo artesanal se vieneutilizando en forma exitosa en algunos países de laregión andina en zonas donde el acceso de equipos esdifícil y costoso. La perforación manual de pozosprofundos de pequeño diámetro siguiendo estemodelo va orientada a población de escasos recursosque habitan en regiones aisladas, permitiéndolesacceder a fuentes hídricas subterráneas de una manerasimple y económica, mejorando sustancialmente sucalidad de vida.
Figura 18. Perforación manual porpercusión-rotación y lubricación
con bentonita
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Para mayor información acerca de esta tecnología, se puede consultar la Guía RAS 007“Perforación manual de pozos profundos de pequeño diámetro”8, en dónde se ilustradetalladamente el desempeño de estos equipos y el procedimiento detallado de suoperación con base a la experiencia de la OPS/CEPIS.
2.1.2 CAPTACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE AGUA LLUVIA
La forma más práctica de captar el agua lluvia para consumo humano se hacegeneralmente en los techos de la vivienda y su recolección, mediante canaletas y bajantes,para ser almacenada en tanques cerrados enterrados o semienterrados o, en reservoriosa cielo abierto exclusivos para este fin.
Es una solución que aplica primordialmente para atender las necesidades de agua paraconsumo humano de la vivienda rural dispersa, en regiones con niveles de precipitaciónpluviométrica que hagan posible un adecuado abastecimiento de agua lluvia. Sin em-bargo, también se recomienda para vivienda rural nucleada y en algunos casos paravivienda urbana donde el lote permita construir un almacenamiento suficiente paracubrir las necesidades de agua para fines domésticos, cuando haya racionamiento en elsistema público de abastecimiento de agua potable.
2.1.2.1 BENEFICIOS DEL SISTEMA
Su aplicación resuelve un problema de escasez de agua permanente o temporal, es decir,en las temporadas de sequía cuando se secan las fuentes superficiales y subterráneas ofalla el suministro de agua a través del sistema público de suministro, el almacenamientode agua lluvia está disponible para atender la demanda de agua en el hogar, previotratamiento preventivo a nivel casero. Además la captación de agua lluvia para consumohumano en la vivienda rural dispersa presenta las siguientes ventajas:
· Es económico desde el punto de vista de la calidad físico química y sólo necesitadesinfección preventiva, pues entre todas las formas en que el agua se encuentraen la naturaleza es la más limpia, ya que dentro del ciclo hidrológico ésta pasa delestado gaseoso al líquido en la atmósfera y se precipita.
· Es un sistema individual de provisión de agua independiente y autosostenible, sinexistir tarifas.
· Resultados a corto plazo y bajo costo frente a la solución centralizada.· Mejora la calidad de vida del hogar.· Puede ser construido por el propio beneficiario.· Le permite al beneficiario dedicar más tiempo a otras actividades productivas.· Ahorro considerable de energía.
2.1.2.2 DESVENTAJAS DEL SISTEMA
· La inversión inicial para instalar y construir en la vivienda los elementos funcionales(canaletas, bajantes, filtro y almacenamiento) puede ser un poco alta y su
8 Elborado por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, con el apoyo del SENA y la OrganizaciónPanamericana de la Salud, Colombia, 2003.
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ALimplementación puede ser un impedimento para familias de bajos recursos
económicos, sobre todo si es necesario hacer cambios en la estructura o en elmaterial del techo.
· La cantidad de agua captada depende de la precipitación del lugar y del área decaptación.
· La dotación de agua por persona puede ser drásticamente disminuida a menosde 20 litros por persona dia (lppd), para cubrir las necesidades básicas durante latemporada de sequía.
· Se hace necesario el mantenimiento permanente de los elementos funcionales.
2.1.2.3 FACTIBILIDAD
En el diseño de un sistema de captación de agua de lluvia para las viviendas rurales deuna determinada región es necesario considerar los factores técnicos, económicos ysociales.
· Factor técnico. Los factores técnicos a tener presentes son la producción u ofertay la demanda de agua.
· Factor económico. Existe una relación directa entre la inversión requerida paraimplementar el sistema y el área de captación y el volumen de almacenamiento,resultando muchas veces una restricción para la mayor parte de los interesados.
En la evaluación económica es necesario tener presente que en ningún caso la dotaciónde agua debe ser menor a 20 litros de agua por persona y por día, la misma que permitesatisfacer sus necesidades básicas elementales.
Asimismo, los costos del sistema propuesto deben ser comparados con los costos deotras alternativas destinadas al mejoramiento del abastecimiento de agua, teniendopresente el impacto que representa la cantidad de agua en la salud de las personasbeneficiadas por el servicio.
Con el propósito de tener una base sobre los patrones de consumo, se anexa la siguientetabla, la cual contempla los volúmenes unitarios mínimos y típicos en una viviendacampesina con un aparato sanitario de flujo y descarga, una ducha, un lavamanos, unlavaplatos y una alberca para lavar la ropa.
Consumos mínimos frente a consumos típicos en una vivienda campesina
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· Factor social. En la evaluación de las obras de ingeniería a nivel comunitario,siempre se deben tener presente los factores sociales, representados por loshábitos y costumbres que puedan afectar la sostenibilidad de la intervención. Alefecto, el responsable del estudio debe discutir con la comunidad las ventajas ydesventajas de la manera tradicional de abastecimiento de agua y de la tecnologíapropuesta, buscando que la propia comunidad seleccione lo que más le convieneemplear.
Los análisis deben considerar la conveniencia de adoptar soluciones individuales ycolectivas, el tipo de material empleado en la fabricación de sus techos, la existencia demateriales alternativos en el lugar o sus alrededores y el grado de participación de lacomunidad en la implementación del proyecto.
2.1.2.4 ELEMENTOS FUNCIONALES PARA EL DISEÑO
El diseño debe tener en cuenta los elementos funcionales del sistema que son:
· El material con el que se construye el techo de una vivienda rural típica en la zonao región del proyecto. Este material debe ser colocado sobre una estructura demadera o metal.
· La(s) canaleta(s) de aguas lluvias que dependen del número de vertientes quetenga el techo. Éstas se consiguen en material plástico, lámina galvanizada, asbesto– cemento o también pueden ser fabricadas en guadua.
· La(s) bajante(s) de aguas lluvias que son de lámina galvanizada u otros materiales.· Un filtro o sistema de cribado para retener las hojas y las impurezas acumuladas
en el techo, especialmente después de una larga temporada de sequía. Puede seruna caneca metálica de 20 litros conteniendo grava o arena gruesa. Se conecta enla(s) bajante(s) antes de su descarga al tanque.
· Un sistema de compuerta instalado encima del filtro, para descartar y desviar elagua del primer aguacero de la temporada de lluvias.
· Tanque de almacenamiento rectangular o cilíndrico, construido(s) cerca de lavivienda con mampostería de piedra, ladrillo o concreto, enterrados osemienterrados para almacenar el volumen de agua diseñado para la época desequía. El tanque debe ser cerrado, con tubería de ventilación de máximo 1" ytapa pesada para ser retirada solamente para fines de mantenimiento por perso-nas adultas. Pueden usarse también tanques comerciales de plástico disponiblesen diferentes tamaños, que para este propósito van desde 2.000 litros a 10.000litros de capacidad.
· Tanque de reserva para consumo diario con una capacidad mínima de 200 litrospara atender las necesidades domésticas. Este debe ser construido o colocado enla cumbrera del techo de la vivienda o sobre una estructura de mamposteríaadosada a la vivienda o a un lado de ésta, con una altura superior a dos metros.Pueden usarse también tanques comerciales de tamaño doméstico en plástico oasbesto cemento con capacidades de 250, 500 y 1.000 litros.
· Instalación hidráulica interna de media pulgada de diámetro para suministraragua desde el tanque domiciliario al lavaplatos y un lavamanos como mínimo.
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AL· Una bomba manual o eléctrica para elevar el agua del tanque enterrado al
domiciliario.· Otros elementos funcionales de captación de agua lluvia cerca de la vivienda de la
finca pueden ser las terrazas cementadas construidas para el secado de granos.
Figura 19. Esquema típico de un sistema de abastecimiento mediante aguas lluvias
2.1.2.5 RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA
Las recomendaciones más importantes para tener en cuenta en el diseño de sistemas decaptación de agua lluvia para uso doméstico aprovechando el techo de la vivienda y lassuperficies duras de su entorno, son:
a. El conocimiento del régimen hidrológico de la región donde se va a desarrollar elproyecto. El sistema debe estar basado en los datos de precipitación mensual conbase en registros históricos de por lo menos 10 años. De todas maneras esimportante considerar los periodos de sequía más largos registrados en la región.
Con base en la información anterior se debe determinar el promedio mensual dela precipitación en la temporada de lluvias, correspondiente al periodo de añosanalizados y calcular el volumen de la oferta mensual de agua lluvia. Este valor seexpresa en mm/mes y se convierte a litros/m2/mes.
b. La determinación de la demanda. En regiones de baja oferta hídrica, la demandade agua estimada para el diseño de sistemas de captación de agua lluvia para lavivienda rural dispersa de una determinada región debe estimarse como mínimoen 20 litros diarios por persona en los periodos más críticos, teniendo en cuentasolamente: bebida, preparación de alimentos, lavado de utensilios de cocina ylavado de manos. Los aspectos de higiene personal y lavado de ropa deben
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atenderse con otras fuentes de agua. Lo anterior considerando que la disposiciónde las excretas se hace en letrinas o mediante cualquier otro procedimiento desaneamiento ecológico diferente al convencional de flujo y descarga.
c. Superficie de la captación. Se debe calcular el área de la proyección horizontal delas superficies de captación, o sea el techo de la vivienda y eventualmente de lasterrazas o patios de su entorno si estas van a ser utilizadas, en metros cuadrados(m2).
d. Material del techo y de las terrazas. Se debe tener en cuenta el tipo de materialdel que están o van a estar construidas estas superficies para tener en cuenta elcoeficiente de escorrentía9 que para techos de:
- Teja de lámina plástica = 0.9- Lámina metálica galvanizada = 0.9- Teja de asbesto cemento = 0.9- Teja de arcilla cocida= 0.8 a 0.9- Madera = 0.8- Paja = 0.6 a 0.7- Pisos cementados = 0.9- Piso pavimentado con ladrillo = 0.8
e. Volumen de la oferta de agua lluvia. El cálculo del volumen de la oferta de aguaque se puede captar en los meses de invierno está dado por la fórmula:
1000
AxcxpV eio =
Donde,
Vo: volumen de la oferta de agua en m3/mes
pi = precipitación mensual. La precipitación usualmente se da en mm/mes.
A = proyección horizontal del techo en m2
ce = coeficiente de escorrentía
Ejemplo: calcular el volumen de la oferta de agua lluvia (Vo) que puede captar unavivienda con techo de barro que cubre una superficie de 100 m2 con base en la oferta deagua lluvia que para los meses de abril, mayo y junio ha tenido una precipitación men-sual promedio de 450 mm/mes en los últimos 10 años.
mesmmxxmesmm
Vo /361000
1008,0/450 32
==
2.1.2.6 ALMACENAMIENTO DE AGUA LLUVIA MEDIANTE TANQUES
El componente más importante de un sistema de captación de agua lluvia para el consumohumano de una vivienda rural es el almacenamiento, el cual puede estar constituido poruno o varios tanques cerrados.
9 OPS/CEPIS/04.122 UNATSABAR.
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ALa. Tanque principal
El volumen del almacenamiento del tanque se diseñará en función de la demanda deagua que se le asigne a la vivienda, del periodo de sequía más largo registrado en losúltimos diez años, de la intensidad de las precipitaciones esperadas y del área de captaciónde aguas lluvias. Con este volumen se determinará el número de tanques a construirdependiendo de las facilidades de construcción: espacio, excavación, materiales, manode obra. Otra posibilidad es instalar tanques prefabricados en plástico paraalmacenamiento de agua que se pueden adquirir en el comercio con capacidades hastapara 10.000 litros. La dotación de agua está en función del periodo de sequía más largoregistrado en los últimos diez años y del volumen de agua que pueda captar en los meseslluviosos.
Para el caso del ejemplo del numeral anterior tenemos que el volumen de la oferta deagua que se puede captar durante los tres meses en invierno (abril, mayo y junio) seríade 36 m3 x 3 = 108 m3, con el cual una familia campesina de 5 personas podría atenderla demanda doméstica y utilizar los excedentes para cultivos en los siguientes tres mesesde estiaje.
Sin embargo, construir tanque(s) de mampostería enterrado(s) o superficial(es) paraatender la demanda doméstica de agua en condiciones especiales de sequía extrema escostoso, por lo que se asume que su volumen no sobrepasará los 15.000 litros (15 m3) decapacidad útil (por ejemplo, 3 unidades de 5.000 litros cada una), lo cual significa unafamilia campesina de 5 personas reducir drásticamente el consumo a lo estrictamentenecesario con una dotación de 40 litros x hab./día para los tres meses siguientes desequía que se puedan dar. Otra forma es tener reservorios de agua a cielo abiertocercanos a la vivienda para reforzar el almacenamiento.
El tanque de almacenamiento principal podrá ser enterrado, semienterrado o apoyado ysu altura no debe sobrepasar los 2 metros. Si se construye apoyado a la vivienda se debetener cuidado de no afectar su estabilidad sobre todo si ésta ya está construida. De todasmaneras la parte superior del tanque no deberá estar a menos de 50 centímetros conrespecto al punto más bajo del área de captación para permitir la instalación de lacanaleta, el filtro y el sistema de limpieza para los primeros aguaceros.
La geometría del tanque puede ser rectangular o cilíndrica. Si se construye enmampostería de piedra o ladrillo el interior del tanque (paredes y fondo) deberá serimpermeabilizado con mortero de cemento, con terminado “esmalte”. La construcciónmás recomendable para tanques enterrados es la del cilindro en ladrillo dispuestoradialmente por ser la forma que mejor resiste el empuje del suelo. La base se construyeen concreto reforzado y el cilindro remata con un cono de reducción que termine comomínimo a 20 centímetros de la rasante del piso. En otras palabras se puede seguir undiseño similar al de un pozo de inspección de alcantarillado de 1,5 m de diámetro internoy hasta 2,0 m de altura, pañetado interiormente y con la misma tapa pesada deferroconcreto que se usa para estas estructuras.
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Figura 20. Componentes de un sistema de captación y almacenamiento de agua lluvia10
10 OPS/CEPIS/02.60 Unidad de Apoyo Técnico para el Saneamiento Básico del Área Rural - UNATSABAR11 SANAA, República de Honduras.
Se insiste en que la tapa solamente debe ser removida para efectuar labores de limpiezao mantenimiento teniendo la precaución de ingresar después de que haya trascurridoun tiempo prudente de ventilación. En otras palabras, el tanque debe permanecer cerradopara evitar contaminación, conservar la calidad del agua lluvia y sobre todo evitaraccidentes.
Si es necesario construir dos o más tanques de almacenamiento, el fondo de estos debequedar al mismo nivel y se deben interconectar mediante tubería de 1" de diámetro,unos 10 centímetros por encima del fondo.
Desde este almacenamiento se hará laconexión al tanque domiciliario, que como yase dijo, deberá quedar instalado por encimadel cielo raso de la vivienda. Mediante unabomba manual o eléctrica se elevará el aguadel tanque enterrado al tanque domiciliario yde allí mediante la instalación hidráulicainterna se repartirá el agua a los diferentespuntos de consumo, con la advertencia de quea pesar de que se trata de agua lluvia, por elhecho de haber estado almacenada por algúntiempo y por simple precaución, debe sertratada por cualquiera de las alternativastecnológicas de clarificación, filtración ydesinfección que se recomendarán en estemanual. Esta precaución se debe extremar sial tanque llegan también aguas procedentesde fuentes distintas a la lluvia. Figura 21. Tanques de ferrocemento construidos in-
situ y bomba manual11
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La Guía de Diseño para captación del agua de lluvia de la OPS/CEPIS/04.122 Unidad deApoyo Técnico para el Saneamiento Básico del Área Rural – UNATSABAR, Lima 2004, esun documento técnico que proporciona elementos de diseño para sistemas de captacióny almacenamiento de aguas lluvias en viviendas ubicadas en zonas del país sometidas aracionamiento por prolongados periodos de escasez de oferta hídrica, ya sea porquefalla el suministro de agua de los sistemas públicos de abastecimiento, o por agotamientode las fuentes superficiales cercanas a la vivienda rural dispersa.
Una condición de seguridad muy importante para evitar accidentes es que el agua deltanque principal no debe ser extraída a través de la tapa de pozo sino únicamentemediante bombeo, ya sea manual o eléctrico. La tapa solamente se debe retirar paralabores de limpieza las cuales deben ser hechas por una persona capacitada, previaventilación y en lo posible asistido por otra persona desde afuera.
b. Tanque para consumo diario
Estos pueden construirse en el sitio o adquirirseen el comercio para ser instalados sobre unaestructura de mampostería cercana a la casa,o en la prolongación de una pared de fachadaque remate en una base con capacidad parasoportar el peso del tanque lleno de agua.También en la cumbrera del techo, pero detodas maneras como mínimo 2 metros porencima del dispensador de agua (grifo, duchao cisterna) más alto de la vivienda.
La capacidad debe ser como mínimo de 200litros si se construye en mampostería y de 250litros si se adquiere en el comercio, ya sea en plástico reforzado con fibra de vidrio o enasbesto cemento. Este tanque para consumo diario debe permanecer tapado y esalimentado con una bomba manual o eléctrica desde el tanque de almacenamientoprincipal.
2.1.2.7 ALMACENAMIENTO DE AGUA LLUVIA MEDIANTE RESERVORIOS
Para las viviendas rurales dispersas pueden construirse reservorios a cielo abierto omicroembalses ubicados cerca de la vivienda, con una capacidad tal que puedan atenderno solamente las necesidades de agua para consumo doméstico, sino para satisfacer lasnecesidades de riego de la huerta casera. Se trata de almacenamientos de agua lluviacaptada en los techos de la vivienda, en terrazas, superficies impermeables o de arroyosde invierno. También con agua superficial proveniente de nacederos, de quebradas oriachuelos temporales. En cualquiera de los casos se trata de almacenamientos a cieloabierto de máximo 100 m3 de capacidad cuyos diseños y construcción no requieren deprocedimientos de ingeniería especializados y pueden ser excavados e impermeabilizadoscon la asesoría de un técnico
Figura 22. Tanque para consumo diario(SANAA, Honduras)
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La selección para el sitio de construcción de un reservorio de agua depende de loscontornos del terreno de la finca, el tipo de suelo y de la observación de hacia dóndeconfluyen y se juntan los torrentes de aguas lluvias durante los aguaceros. Allí donde,cerca a la vivienda se dan condiciones deescorrentía abundante, impermeabilidaddel suelo y condiciones topográficasfavorables para conducir el agua porgravedad a la vivienda, se puede construirun almacenamiento excavado(reservorio), o eventualmente construiruna ataguía de arcilla o material imper-meable para formar un microembalseque pueda ser llenado no solamente conagua lluvia, sino con agua de nacederos ocon agua derivada por gravedad de unafuente superficial temporal opermanente, si esto es posible.
2.1.2.8 RECOMENDACIONES PARA EL DISEÑO DE UN RESERVORIO
Este tipo de almacenamiento debe construirse a una distancia no menor de 50 metrosde la vivienda no solamente para mantenerse aislado de la actividad de los insectos queinevitablemente va a producir el estanque, sino también por el riesgo que puedanocasionar para la estabilidad de la vivienda las posibles infiltraciones de agua al terreno.
Al igual que un tanque, el volumen neto de almacenamiento de un reservorio o unmicroembalse se diseñará en función de la demanda de agua que se le asigne a lavivienda, del periodo de sequía más largo registrado en los últimos 10 años, de laintensidad de las precipitaciones esperadas, y del área de captación de agua lluvia, peroademás hay que tener en cuenta la tasa de evaporación, que se puede compensarañadiéndole al volumen neto un 20% de excavación adicional. La infiltración se puedeminimizar con el empleo de telas plásticas impermeables para cubrir el fondo y los ladosde la excavación.
Es necesario prever la evacuación del exceso de agua que se pueda presentar durante uninvierno prolongado o un aguacero muy fuerte, instalando en el extremo de aguas abajodel reservorio un canal o canaleta de rebose protegiendo su superficie y la zona de caídade la erosión mediante un recubrimiento en concreto. Otra recomendación es que en loposible se construya un desagüe de fondo con tubería plástica para uso de alcantarilladocon una válvula para controlar la descarga. Esto con el fin de poder desocupar el embalseperiódicamente para fines de limpieza y mantenimiento general, operación que se debeefectuar en temporada de invierno.
Tanto el rebose como la tubería de desocupado del reservorio deben descargar al desagüenatural donde se construya el reservorio.
Figura 23. Reservorio para abastecimiento de agua enTuchín, Córdoba (Colombia)
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ALCon el fin de reducir las pérdidas por evaporación es recomendable sembrar vegetación
arbustiva alrededor del reservorio o microembalse y encerrar el área con una cerca demalla controlando el acceso con una puerta con el fin de evitar el acceso de niños yanimales domésticos. No se debe permitir usar el agua almacenada en el reservorio parafines diferentes al de consumo humano.
Dependiendo de la altitud del reservorio con relación a la vivienda, la extracción del aguapara el servicio de ésta, será por gravedad o bombeo.
2.1.3 BOMBEO DE AGUA
Hasta ahora hemos visto diferentes sistemas de captación de agua superficial ysubterránea y alternativas de almacenamiento en grandes volúmenes para los meses desequia. No obstante, cuando ese almacenamiento está por debajo del nivel de la vivienda,es necesario subir el agua hasta los tanques de almacenamiento para consumo diariopara suplir por gravedad las necesidades de la vivienda y para ello es necesario utilizarequipos mecánicos o manuales de elevación.
Los equipos de tipo convencional más difundidos para elevación de agua son las bombascentrífugas que son accionadas por un motor rotatorio de gasolina, diesel o eléctrico. Losprimeros aprovechan la energía de combustibles derivados del petróleo y el tercero laenergía eléctrica para impulsar la bomba centrífuga a la cual están acoplados.
En segundo lugar están las bombas manuales ofrecidas en el comercio, las cuales son ensu mayoría del tipo aspirantes e impelentes. Son bombas de desplazamiento que utilizanun pistón que se mueve dentro de un cilindro metálico el cual impulsa el agua mediantemovimiento alternativo de este elemento llamado también émbolo. Mediante válvulasespeciales colocadas en los pistones permiten el paso continuo del agua en la medida enque estos se desplazan alternativamente.
Existen numerosas aplicaciones de este principio, lo cual ha dado lugar a una grandiversidad de marcas comerciales. También están las bombas que suministran presión aun líquido por acción de un pistón o émbolo en un cilindro. Sin embargo, mediante laaplicación de tecnologías apropiadas se han desarrollado equipos de manufactura caserapara elevación manual de agua o equipos de bajo costo de operación porque no estánsupeditados al consumo de formas de energía convencionales y por lo tanto son com-patibles con las condiciones sociales, culturales y económicas de la población ruraldispersa.
2.1.3.1 BOMBAS MANUALES
Son muy útiles en aquellas regiones donde se extrae el agua de pozos o aljibes. Tambiéncomo parte del sistema para elevar el agua lluvia captada en los techos de la vivienda yalmacenada en tanques subterráneos o reservorios como en el caso de la alternativaanteriormente expuesta para la captación de agua lluvia con almacenamiento en tanqueso reservorios. Utiliza la fuerza corporal a través del movimiento de brazos y manos. Las
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bombas manuales se pueden conseguir en el comercio o pueden ser fabricadas en lacasa o en pequeños talleres.
Figura 24. Tipos de cabezal para bombas manuales
2.1.3.1.1 Bombas manuales comerciales
En los almacenes donde se comercializan productos para el campo, se consiguen diferentestipos de bombas manufacturadas para accionamiento manual que pueden ser operadascon un mínimo esfuerzo y a un costo relativamente bajo. Son fáciles de instalar y sirvenpara los propósitos de la vivienda rural campesina que almacena agua en un tanquesubterráneo y necesita elevarla a menos de 5 metros del nivel de operación. Generalmenteson las bombas aspirantes – impelentes mencionadas anteriormente.
2.1.3.1.2 Bomba de mecate12 o de soga
Es un elevador de agua que está compuesto poruna rueda con manivela, que puede ser el rin deuna bicicleta o el aro interno de una llanta decarro desechada, que sirve de polea y enrolla unacuerda de cabuya o nylon llamada mecate enCentroamérica, cuerda que amarra varios pistonesque se desplazan dentro de un tubo vertical dePVC que se sumerge en el agua. Cuando gira lapolea el conjunto de cuerda y pistones se deslizanhacia arriba dentro del tubo y elevan el agua haciala superficie.
12 Esta bomba fue introducida hace más de 20 años en Nicaragua. Es producida por microempresarios locales en lasdiferentes regiones rurales de ese país y es tan sencilla que el mismo usuario la puede construir o reparar.
Figura 25. Bomba de mecate. SANAA,República de Honduras.
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2.1.3.1.3 Bomba de pistón o Flexi – OPS
Esta bomba utiliza el mismo principio de las bombas para inflar llantas de carros y sepuede fabricar en la casa o por microempresarios locales en talleres muy elementales.
Es muy sencilla, de fácil montaje y desmontaje, se puede fabricar en pequeños talleresmecánicos, con ayuda de pequeñas herramientas y tiene las siguientes características:
· Ligera, hecha de PVC.· Construida con piezas disponibles en el mercado.· Capacidad de extraer un volumen de 0,6 litros/golpe de una profundidad
aproximada de 40 metros.· Gran durabilidad.· Fácil de instalar por ser flexible (se emplean tubos de polietileno de alta densidad,
PEAD, para su instalación.- Poco mantenimiento.
Figura 26. Bomba Flexi-OPS.
Es posible elevar el agua hasta 20 metros y extraerla desde 20 metros de profundidadcon acción directa y sin palancas. El agua puede alcanzar una presión de hasta 2,5 Kg/cm2 (25 m.c.a) y el caudal promedio es de 15 a 20 litros por minuto.
Para su construcción se puede consultar la Guía de instalación de la bomba manual deagua diseñada por la Unidad de Apoyo Técnico para el Saneamiento Básico del ÁreaRural – UNATSABAR de la CEPIS/OPS.
2.1.3.1.4 Bomba Heuser13
Es una bomba manual de tipo convencional que opera con una palanca para ser accionadaa la altura de los hombros. Puede ser producida por microempresarios locales, pues essencilla en su construcción. Está diseñada para extraer agua con facilidad desde 10
13 Se fabrica en el departamento de Puno en el Perú.
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metros de profundidad. Sus piezas son bastante sencillas, por lo que su mantenimientopuede hacerse en el sitio de operación. Extrae como mínimo 0,4 litros por cada accionarde la palanca y tiene una vida útil de 20 años si se utiliza material anticorrosivo en sufabricación.
Figura 27. Bomba Heuser
2.1.3.1.5 Bomba de Ariete
Es una bomba cíclica que aprovecha la energía hidráulica de un pequeño desnivel deagua h para elevar una porción q del caudal captado Q, a una altura H. El caudal lo puedeproporcionar una quebrada o arroyo de pendiente pronunciada y con caudal permanente,que ofrezca la posibilidad de un salto de agua de entre 2 y 4 metros o disponga de un sitiodonde se pueda construir un tanque o embalsamiento en un punto alto para hacer allí lacaptación. Ésta consiste en una tubería de carga de diámetro D, con pendiente bastanteinclinada por donde desciende un caudal Q. Al final de esta tubería está el ariete queconsiste de 2 válvulas de cheque C y D y una cámara amortiguadora con aire comprimidodispuestos de tal forma que al aumentar la aceleración y presión del agua que desciendepor la tubería de carga, se cierra intempestivamente una válvula de cheque C y seproduce un golpe de ariete que dispara un pequeño caudal q a través de una tubería dediámetro d a una altura H equivalente a 20 h. El caudal restante Q – q, al caer la presión,hace descender el pistón o válvula de cheque, la alivia, retorna hacia la quebrada y serepite de nuevo el ciclo.
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Figura 28. Esquema de una bomba de ariete
Este elevador de agua es ideal parafincas productivas donde además delagua para uso doméstico se puedeextraer agua para riego sin consumirenergía. Esto y su sencillez la hacenadecuada para lugares remotos o conpoblación de bajos recursos en dondeuna motobomba eléctrica o de com-bustible resulta costosa. Los arietesse pueden conseguir en el comercioen almacenes agrarios, o se puedenfabricar siguiendo un plano de diseño.
Figura 29. Ariete en la fase de alivio a través de laválvula de cheque
2.1.3.1.6 Bombas eólicas o molino de viento
La bomba de agua eólica es ideal para extraer agua subterránea somera a través depozos o aljibes. Consiste en una torre o columna metálica que sostiene en su extremomás alto un molino de viento que al rotar transmite su movimiento a una caja reductorade velocidad o directamente a un cigüeñal y éste, a través de un sistema de varillas,mueve una bomba de pistón o centrífuga que extrae el agua.
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Figura 30. Bombas eólicas
Este tipo de bomba puede ser utilizada para las necesidades de riego y agua domésticapara una finca, o para abastecer sistemas de agua rurales. Puede tener aplicación enregiones donde frecuentemente sopla el viento. Tiene la ventaja de su economía en laoperación al utilizar energía eólica. Como depende de la variación del régimen de vientoses necesario construir almacenamientos para asegurar el abastecimiento en formapermanente.
2.1.3.1.7 Motobombas con páneles solares
Los sistemas solares autónomos o fotovoltaicos domiciliarios son instalados en los casosde vivienda campesina en donde no se tiene acceso a la red de distribución pública.Estos sistemas requieren de una bateríapara almacenar energía durante las horasde actividad solar y así poder asegurar elsuministro de electricidad durante lanoche, o en periodos de escasez de luzsolar. Con frecuencia, los sistemas solaresdomiciliarios son utilizados para satisfacerlas necesidades de electricidad de unhogar. Los sistemas pequeños cubren lasnecesidades más básicas (iluminación yen algunos casos televisión o radio); lossistemas más grandes pueden alimentar,además, una motobomba eléctrica deagua.
Figura 31. Panel solar, motobomba,pozo de succión y almacenamiento
El conjunto electrógeno está compuesto por un panel solar, un controlador de carga, unabatería de almacenamiento, instalación eléctrica y una estructura de soporte. El sistemacompleto puede ser adquirido en el comercio, pero para su diseño se requiere dimensionarel tamaño de la captación solar, o sea la cantidad de paneles solares en función de la
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ALcarga. Las regiones ideales para aplicar esta tecnología son aquellas que durante el día
tienen largos periodos de insolación.
2.2 AGUA SEGURA PARA VIVIENDAS DISPERSAS
Como un complemento a las alternativas tecnológicas mas empleadas paraabastecimiento de agua en viviendas rurales dispersas que se presentaron en el numeral3.1, a continuación se ilustran los procedimientos más comunes recomendados paratratar el agua destinada al consumo humano de los hogares que habitan en viviendasrurales dispersas y que disponen de soluciones individuales de abastecimiento de agua,o en viviendas rurales de población nucleada o dispersa con agua suministrada porsistemas de abastecimiento centralizados que no disponen de tratamiento para supotabilización.
2.2.1 PRETRATAMIENTOS
Existen procedimientos sencillos y prácticos para mejorar las características físicas delagua cruda eliminando el material flotante, los sólidos suspendidos y los sólidossedimentables para los casos de captación de agua superficial como solución individual.El proceso recomendado para hacerle un tratamiento integral a estas aguas comienzapor retener el material flotante con una malla o criba seguido de un proceso dedesarenación o sedimentación para clarificarlas si procede, luego filtrarlas y finalmentedesinfectarlas para mejorar sus condiciones físicas, químicas y biológicas, obteniendo deesta forma agua apta para consumo humano a nivel de la vivienda rural dispersa ocuando un sistema de abastecimiento centralizado carece de este tratamiento.
2.2.1.1 CRIBADO
El cribado es un procedimiento primario de clarificación del agua. Para las condicionesde captación de agua superficial por gravedad o bombeo como solución individual parala vivienda rural dispersa, y para evitar el ingreso de material flotante a la bocatoma enfuentes de agua superficial de régimen tranquilo, frente al cabezote que asegura latubería en la bocatoma o que desvía el agua al canal de aducción, se debe colocar unamalla metálica o plástica, fija o removible, pero que sea fácil de limpiar. También sepuede instalar un sistema elemental de cribado que puede hacerse colocando hacia elcentro de la corriente un tramo adicional de tubería flexible, fácilmente removible, paracolocar en su extremo un recipiente metálico perforado, flotante o semisumergido, quese puede rellenar con material vegetal poroso. Si se dan condiciones favorables, sepuede llevar a cabo en el sitio de captación la siembra de especies vegetales acuáticas osubacuáticas cuyas raíces y tallos sirvan para filtrar el agua de ingreso a la aducción.
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Figura 32. Captación agua superficial por gravedad (OPS/CEPIS/04.114 Y 115 – UNATSABAR)
2.2.1.2 SEDIMENTACIÓN SIMPLE
Es un procedimiento secundario de tratamiento del agua para eliminar turbiedad delque puede prescindirse para soluciones individuales de captación superficial si eltransporte de sólidos sedimentables (arena y/o limo) no va a obstruir la tubería deaducción.
En caso contrario y si las condiciones topográficas lo permiten, se recomienda construiruna pequeña estructura hidráulica que sirva para retener los sólidos sedimentablesmejorando la calidad del agua en sistemas de captación como las descritas en estemanual. Esta situación de turbiedad se presenta especialmente en ríos o quebradas derégimen turbulento que en temporada de lluvias pueden arrastrar una apreciableconcentración de partículas sedimentables como gravilla, arena y lodo. Se trata de unapequeña estructura que se puede construir en mampostería de piedra o ladrillo ycemento.
El dimensionamiento de un desarenador para una captación que no exceda de 8 m3diarios, puede reducirse a una estructura simple de 4 metros de largo, 60 centímetros deancho, con una profundidad entre 40 y 80 centímetros que facilite el deslizamiento y laextracción de los lodos sedimentados manualmente, cada vez que se llene,proporcionando la estructura con la silueta del esquema a continuación.
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Figura 33. Desarenador (Planta y corte longitudinal)Esquema de un desarenador en planta y en perfil. Guía para el diseño de
desarenadores y sedimentadores OPS/CEPIS/05.158
2.2.2 CLARIFICACIÓN
Existen aguas superficiales y subterráneas que tienen características físicas notables deturbiedad y color originados por partículas suspendidas muy pequeñas o de tamañocoloidal que no se precipitan por sedimentación simple. Por razones de orden estético ysanitario es necesario removerlas mediante procesos químicos de clarificación llamadostambién de sedimentación inducida. Además de la no aceptabilidad del agua que estascaracterísticas físicas producen en los consumidores, está el riesgo de la contaminaciónmicrobiológica por parásitos, bacterias o virus patógenos que se protegen en esaspartículas en suspensión. En los procesos de clarificación del agua no solamente seremueve en mayor o menor grado la turbiedad, sino que ésta arrastra consigo unimportante porcentaje de bacterias, virus y parásitos, sin que esto asegure que al final elagua sea potable y es por ello que adicionalmente hay que desinfectarla antes de suconsumo.
A continuación se mencionan procedimientos sencillos y prácticos a nivel de vivienda,para mejorar las condiciones físicas del agua removiendo este tipo de turbiedad y elcolor. Consisten en la utilización de sustancias químicas o naturales llamadas coagulantes,que al ser añadidas y disueltas por agitación en el agua de un recipiente de volumenconocido, al entrar en contacto con las partículas en suspensión, las reúnen en pequeñosgrumos o flóculos que pasado un tiempo se precipitan al fondo del recipiente formandoallí una capa de sedimento. Aun cuando el aspecto del agua sobrenadante mejora
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notablemente a simple vista, aún así se recomienda que sea filtrada y desinfectada, puesla sola clarificación no garantiza la remoción total de la contaminación microbiana.
2.2.2.1 CLARIFICACIÓN DEL AGUA CON COMPUESTOS QUÍMICOS
El alumbre o sulfato de aluminio es un compuesto químico comercial muy práctico deusar para clarificar el agua cuando se siguen unas recomendaciones claras y precisas. Eseconómico, se consigue en algunas farmacias o establecimientos que distribuyenproductos químicos para piscinas y su presentación es en forma de pequeños cristales decolor blanco o granos de color pardo. Sirven también para el mismo propósito otrassustancias químicas con propiedades coagulantes como el cloruro férrico anhidro o elpolicloruro de aluminio.
La capacitación para aplicar el procedimiento de clarificación con estas sustanciasquímicas, el recipiente donde se debe mezclar y su dosificación, deben estar formuladosnecesariamente por escrito por un técnico en saneamiento o promotor de saneamientobásico rural después de haber hecho varios ensayos para asegurarse que el miembro defamilia que recibió la instrucción no va a incurrir en sobredosis o equivocaciones en elprocedimiento que puedan alterar la calidad del agua con riesgo para la salud.
2.2.2.2 CLARIFICACIÓN DEL AGUA CON COMPUESTOS NATURALES
Muchos componentes de origen vegetal como almidones, glucógenos, celulosas yproteínas tienen propiedades coagulantes o floculantes y son usados desde hace bastantetiempo en forma empírica para clarificar el agua turbia, por los nativos de muchos paísescon resultados satisfactorios.
Estos compuestos naturales, llamados también polímeros naturales, se producen debidoa las reacciones bioquímicas naturales en animales y plantas y en algunos casos handado mejor rendimiento que los polímeros sintéticos para clarificar el agua. La toxicidadde estos polímeros naturales por lo general es mínima o nula, pues se les usa en muchoscasos como comestibles o como aditivos en diversos productos alimenticios. Por lasrazones anteriores vale la pena considerarlos para su uso en los procesos de clarificacióna nivel de vivienda rural dispersa.
Entre los polímeros naturales que tienen propiedades coagulantes o floculantes están:las pencas de la tuna (Opuntia schumanii Webb) o cacto, las algas pardas marinas dedonde se extrae el alginato de sodio; los almidones que se extraen de los granos otubérculos del maíz, el trigo, la papa y la yuca o madioca; y la corteza del algarrobo.
El procedimiento para clarificar el agua con cactus consiste en cortar cubos de 5centímetros de lado de la penca (hoja del cactus) para machacarlas sobre piedras planasy luego verter el producto machacado, o mucílago, a razón de 5 gramos (1/2 cucharadita)en un recipiente con 20 litros de agua turbia. Se agita el agua con una paleta de maderadurante 1 minuto y se deja sedimentar por espacio de 2 horas para utilizar el volumensuperior de agua ya clarificado para después filtrarlo a través de una tela limpia y retener elmaterial flotante.
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ALOtro procedimiento muy sencillo de clarificación con pepas de durazno y habas, en zonas
donde estos frutos se cosechan, es secar cualquiera de estas semillas, molerlas, tratar deobtener polvo y adicionar medio gramo de cualquiera de estos productos por cada litro deagua a tratar. Esto se puede hacer en una jarra de vidrio, se agita en forma circular el aguadurante 1 minuto con una paleta y se mantiene el agua en reposo durante 2 horas para quesedimenten las partículas al fondo del recipiente para posteriormente utilizar la partesuperior del volumen de agua después de pasarlo por un filtro de papel o tela tupida.
2.2.3 FILTRACIÓN
La filtración es un proceso físico de pulimento o mejoramiento de la calidad, posterior a losprocesos de clarificación, que consiste en pasar el agua a través de unas capas de materialporoso o granular, con el fin de retener bacterias y partículas suspendidas en el líquido.Para las soluciones individuales de abastecimiento de agua, cerca a la vivienda y al final dela tubería de aducción, se puede construir un filtro que cubra todas las necesidades para lavivienda o un filtro casero localizado en la cocina, destinado únicamente para el agua debebida y cocción de alimentos.
2.2.3.1 FILTRACIÓN LENTA
Al final de la tubería de aducción o de la estructura de sedimentación y en un lugarconveniente cercano a la vivienda, que ojalá le pueda suministrar agua filtrada por gravedad,se puede construir un filtro lento en mampostería de ladrillo de forma rectangular quepodría ser de 0,70 x 0,70 m de base y 1,00 m de altura para llenarlo de grava y arena comose indica más adelante o utilizando un tanque domiciliario de agua de plástico reforzadocon fibra de vidrio de 500 litros de capacidad. Este filtro no debe usarse para fines dealmacenamiento y debe estar cubierto con una tapa preferiblemente con malla que retengalas hojas de los árboles pero permita el paso de la luz.
Figura 34. Flitro lento casero
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El medio filtrante consiste de una capa de grava o piedra redonda con un tamañoaproximado de 2 a 3 centímetros de diámetro que se coloca en el fondo con un espesorque no sobrepase los 15 centímetros. A continuación se coloca una capa de 15 centímetrosde gravilla o piedra delgada con un tamaño aproximado de 1 a 1,5 centímetros dediámetro y por encima de esta una capa de arena lavada de río de 40 centímetros deespesor con granos de tamaño entre 0,2 y 0,5 milímetros de diámetro. Al filtro, cualquieraque sea su forma cilíndrica o prismática, se le deben colocar en la parte superior dostubos metálicos pasamuro de 25 milímetros de diámetro (1"), el uno para mantener unnivel de rebosamiento de 5 centímetros por debajo del borde superior del tanque y elotro con un adaptador para conectar la tubería de aducción. En la parte inferior deltanque se debe instalar una tubería perforada que puede ser plástica o metálica delmismo diámetro de los anteriores para conectar la tubería de conducción del aguafiltrada al tanque domiciliario como lo indica el gráfico anterior. Para mantener un flujocontinuo, el exceso de agua a la entrada del tanque debe ser conducido desde la tuberíade rebose a un canal de desagüe, a un tanque o a un reservorio de agua para suaprovechamiento en otras labores.
Este filtro remueve la turbiedad y el color, pero es importante anotar que el mediofiltrante necesita de un tiempo previo de 2 a 3 semanas para la formación de la capabiológica que se encargará de eliminar las bacterias y virus que puedan encontrarse en elagua a tratar.
2.2.3.2 FILTRO DE CERÁMICA PARA AGUA POTABLE
Es un filtro casero de bajo costo que trata el agua para bebida y consiste de un elementode filtración hecho de una mezcla de arcilla y aserrín,elemento este último que le da la porosidad necesaria pararetener la turbiedad y cambiar el color. Se recomiendarecubrir el elemento filtrante con plata coloidal, la cualtiene probada su acción en la purificación del agua comoun biocida efectivo que no afecta la salud humana.
Este filtro puede ser hecho por alfareros locales usandomateriales propios de la zona, sin ninguna necesidad deelectricidad o tecnología avanzada.
Figura 35. Filtro caserode cerámica
(OPS/CEPIS/05.170 UNATSABAR)
Este filtro es fácil de usar y mantener, no afecta el gusto delagua, remueve la turbiedad y mantiene el agua fresca yagradable.
2.2.3.3 FILTROS DE VELA CERÁMICA A NIVEL CASERO
Estos pueden ser adquiridos en el comercio o pueden ser fabricados en la viviendautilizando dos baldes de polietileno de alta densidad de 20 litros cada uno, los cuales secolocan uno sobre la tapa del otro, de manera que el balde superior contenga las dos
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ALvelas filtrantes. En la base del balde superior y en la tapa del balde inferior se perforan
dos agujeros coincidentes donde se insertan las espigas de las velas filtrantes. Entre labase del balde superior y la tapa del balde inferior se colocan anillos de plásticocoincidentes con las espigas de las velas con el fin de darle mayor rigidez a la unióncuando se aseguren los elementos filtrantes y de este modo, evitar la fuga de agua. Albalde superior se le perfora un pequeño agujero de ventilación de 3 milímetros dediámetro o ventosa para facilitar la filtración del agua, y al balde inferior se le instala ungrifo a unos 3 centímetros sobre el fondo, para extraer lateralmente el agua filtrada.Como ya se dijo, este filtro debe ser instalado en la cocina para ser alimentado con aguaclarificada proveniente de un sistema de captación de agua superficial o subterránea odel almacenamiento de agua lluvia a través de un tanque domiciliario.
Figura 36. Filtros de vela cerámica
Las velas cerámicas pueden tener un baño interior de plata coloidal que complementa ladesinfección del agua filtrada, en este caso tienen las siguientes características (OPS /CEPIS / 05.170 – UNATSABAR):
• Material: cerámica• Color: crema• Forma: cilíndrica• Longitud: 9.5 cm.• Diámetro: 5.5cm• Espesor de pared: 4.5mm
Una variación de esta tecnología, es el filtro de velas cerámicas con prefiltro de arenacon el cual se puede obtener unos 15 litros de agua por hora. Una pieza de geotextil,junto con arena, cada una en grado diferente, se encargan de remover la turbiedad, deeste modo dan una protección a la vela de cerámica aumentando la vida útil de estedispositivo.
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La pieza de geotextil debe cumplir con las siguientes características:
• Material no tejido de polipropileno y resistente a la radiación UV:
Espesor de la pieza 2,0 - 2, 5 mmPermeabilidad 0,40 - 0,60 cm/sPermitividad 2,10 - 2,28 s -1Tamaño aparente de abertura 100 - 70Malla (Standard U. S.)En milímetros 0,15 - 0,20
Figura 37. filtro de velas cerámicas con prefiltro de arena(OPS / CEPIS / 05.170 – UNATSABAR)
• La arena debe tener como características:
Tamaño efectivo: 0,3mm -coeficiente de uniformidad: 2,0Tamaño mínimo: 0,25mm -tamaño máximo: 0,84mm
2.2.4 DESINFECCIÓN
Una vez realizados los procedimientos apropiados de retención, desarenación,sedimentación y filtración descritos anteriormente para clarificar el agua, es necesariosometerla a un procedimiento final de tratamiento que es el de la desinfección con lacual se busca eliminar cualquier microorganismo patógeno que haya logrado superar lasbarreras anteriormente mencionadas.
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ALLa desinfección del agua se refiere a la destrucción de los organismos causantes de
enfermedades o patógenos presentes en ella.
Los principales son:
• Las bacterias que producen las diarreas, la disentería, el tifo y el cólera.• Los protozoarios o parásitos que producen la amibiasis y la giardiasis.• Los virus que producen la hepatitis infecciosa y la poliomielitis.• Los trematodos que producen el ascaris o lombrices intestinales.
La desinfección puede ser natural o artificial. La primera se refiere a la eliminación de losmicroorganismos que fueron removidos en los procesos de sedimentación y filtración.La desinfección artificial se refiere a la inactivación o destrucción de microorganismosmediante agentes físicos como los rayos ultravioleta de la luz solar, el calor; o los agentesquímicos, oxidantes de la materia orgánica que para los efectos prácticos de la viviendarural dispersa, son las sales de cloro en dosis de baja concentración.
A continuación se recomiendan varios procedimientos de desinfección del agua parabebida y cocción de alimentos para vivienda rural:
2.2.4.1 DESINFECCIÓN POR CLORACIÓN
Este tipo de desinfección se realiza utilizando derivados del cloro que por ser oxidantes yaltamente corrosivos, poseen gran poder destructivo sobre los microorganismos presentesen el agua y pueden ser recomendados, con instrucciones de manejo especial, comodesinfectantes a nivel de la vivienda rural. Estos derivados del cloro son:
Hipoclorito de calcio
Es un producto seco, granulado o en polvo, de color blanco que se comercializa enempaques de plástico o tambores metálicos en concentraciones entre el 30% y el 65%de cloro activo, siendo esta última la ideal. Lo que se comercializa con concentracionesbajas de cloro activo generalmente son cales cloradas inestables más no hipocloritos.Para aplicar el hipoclorito de calcio de una forma segura, la cantidad que se vaya a aplicarse debe diluir previamente en agua utilizando un balde plástico con la medida señaladaen su interior para facilitar la dosificación, la cual debe buscar un cloro residual libreentre 0.5 y 1.0 mg/L después de 30 minutos de aplicado preferiblemente a un tanquedomiciliario comercial con una capacidad superior a 500 litros. Esto con el fin de hacermás segura la dosificación.
La capacitación para aplicar el procedimiento de desinfección con esta sustancia química,el recipiente donde se debe mezclar y su dosificación, deben estar necesariamenteformulados por escrito por un técnico, después de haber hecho varios ensayos paraasegurarse que el usuario que recibió la instrucción no va a incurrir en sobredosis oequivocaciones en el procedimiento que puedan alterar la calidad del agua con riesgopara la salud.
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Ya existe en el mercado de algunos países una nueva forma de clarificar y al mismotiempo desinfectar el agua con productos químicos envasados en la dosis necesaria paratratar un volumen determinado de agua turbia (por ejemplo 10 litros). La tecnología y losingredientes (permanganato de potasio, sulfato de hierro, carbonato de calcio, hipocloritode calcio, bentonita y poliacrilamida), se basan en el sistema de tratamiento de aguautilizado en plantas de tratamiento: coagulación, floculación y desinfección por accióndel cloro. Un sobre de este producto en polvo (10 gramos) se vierte en un balde de 10litros que contenga el agua a tratar y se agita por 5 minutos. A continuación el agua sefiltra usando un trozo de tela limpia y se deja reposar durante 20 minutos para permitiruna desinfección completa antes de usarla como agua de bebida.
Hipoclorito de sodio
Es un líquido transparente de color amarillo ámbar el cual se puede obtener enestablecimientos distribuidores de productos químicos para desinfección de piscinas yse administra en garrafas plásticas de 20 litros ó 5 galones con concentraciones de cloroactivo de más o menos 15% en peso. Para aplicar el hipoclorito de sodio de una formasegura, se debe identificar, primero que todo, la concentración de cloro activo con la quese compró este producto, de tal manera que la cantidad que se vaya a aplicar se debediluir previamente en agua utilizando un balde plástico con la medida señalada en suinterior para facilitar la dosificación, la cual debe buscar un cloro residual libre entre 0.5y 1.0 mg/L después de 30 minutos de aplicado preferiblemente a un tanque domiciliariocomercial con una capacidad superior a 500 litros, esto con el fin de hacer más segura ladosificación.
Al igual que el hipoclorito de calcio, la capacitación para aplicar el procedimiento el cualconlleva a una dilución del producto en agua para ser aplicada con agitación en elrecipiente o tanque de almacenamiento donde se va a hacer la desinfección debe serformulada por un técnico en saneamiento o promotor de saneamiento básico rural queperiódicamente deberá controlar y repasar las instrucciones de dosificación para controlarque el cloro residual libre después de 30 minutos de aplicadoesté entre 0,4 y 1,0 mg/l.
Hay una solución que podría ser puesta en práctica si poralguna razón no se consiguen en el comercio los hipocloritosmencionados anteriormente, que consiste en aplicarblanqueador de ropa regular sin aroma, el cual se consigueen casi todas las tiendas y supermercados del país. Se tratade un líquido ligeramente ambarino que no es otra cosa quehipoclorito de sodio con concentración de cloro activo al5,25% y que generalmente viene empacado en recipientesde plástico similares a los de la figura.
Figura 38. Filtro de velas cerámicascon prefiltro de arena
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Algunos de estos envases tienen tapa dosificadora, es decir, se conoce su capacidad encm3. Llenando la tapa de este envase con 10 cm3 de líquido blanqueador se puededesinfectar el agua clarificada almacenada en un tanque domiciliario de 500 litroscompletamente lleno, añadiéndolo con agitación. Una vez se desocupe el tanque, sellena nuevamente y se repite la operación.
Desinfección con generadores de cloro in situ
El generador de cloro in situ es un equipo de patente, de pequeñas dimensiones y depeso liviano que se conecta a una fuente de energía y tiene 2 electrodos que se sumergenen un balde plástico que contiene agua con sal de cocina diluida en una concentración al3%. Después de un tiempo de electrólisis, la salmuera va produciendo una solución dehipoclorito de sodio y volúmenes pequeños de gas hidrógeno.
Figura 39. Generadores de cloro fabricados en Guatemala
Aun cuando ésta no es una solución casera o a nivel de vivienda rural dispersa, puede serempleada en una escuela o puesto de saldu de una comunidad rural dotada de instalacióneléctrica. Este aparato produce una solución de hipoclorito de sodio de concentraciónconocida, la cual se puede distribuir desde allí periódicamente en envases plásticos paraser diluida en los tanques de agua almacenada filtrada o clarificada de cada vivienda.
En el lugar donde se ubique el equipo generador de Cloro debe haber una personadebidamente entrenada que maneje el proceso de electrólisis y producción deldesinfectante, el envasado de la porción domiciliaria y su entrega controlada a la per-sona adulta que en el hogar se va a encargar de su aplicación. Una vez surtido el procesode desinfección con la aplicación de la solución, el agua puede ser utilizada de manerasegura como bebida o para cocción de los alimentos. El punto ideal para aplicación seríaen el tanque domiciliario de volumen conocido y el momento indicado para hacerla seríaen las horas de la tarde, al finalizar las actividades del hogar.
Para tener la certeza de que la dosificación de cualquiera de los hipocloritos mencionadosanteriormente produce el valor aceptable de cloro residual libre, el cual debe estarcomprendido entre 0,3 y 2,0 mg/L, se recomienda efectuar por lo menos una vez a la